Titan (суперкомпьютер)

Titan — суперкомпьютер компании Cray Inc., установленный в национальной лаборатории Оук-Ридж (сокращённо ORNL, национальная лаборатория Министерства энергетики США, Теннесси) для использования в научных проектах. Является обновлением суперкомпьютера Jaguar, при котором было увеличено количество центральных процессоров и добавлены GPU Nvidia Tesla K20x.[3][4]

Titan
Активность 29 октября 2012
Спонсоры US DOE и NOAA (менее 10%)
Операторы Cray Inc.
Местонахождение Национальная лаборатория Оук-Ридж, Теннесси
Архитектура 18688 процессоров AMD Opteron 6274 (16 ядер в каждом)
18688 ускорителей (GPU) Nvidia Tesla K20x
Cray Linux
Мощность 8,2 МВт
Пространство 404 м²
Оперативная память 710 ТБ (598 ТБ подключено к ЦПУ и 112 ТБ к Tesla)[1]
Запоминающее
устройство		 40 Петабайт (ранее - 10 с перспективами обновления до 20-30[2])
Производительность

17,59 петафлопс (LINPACK)

27 петафлопс (пиковая)
Рэнкинг TOP500: 3 (июнь 2016 года); 2 (ноябрь 2014 года); 1 (ноябрь 2012 года)
Цель Научные расчёты
Веб-сайт olcf.ornl.gov/titan/
 Медиафайлы на Викискладе

Анонсирован в октябре 2011, введен в строй в октябре 2012.[5][6] Занял 1 строку в ноябре 2012 года в рейтинге TOP500 суперкомпьютеров мира по производительности на тесте Linpack. В июле 2013 года был смещён на 2-ю позицию компьютером Tianhe-2. В июне 2016 года был уже на 3-й позиции после суперкомпьютеров Tianhe-2 и Sunway TaihuLight (93 Пфлопс).

История

Осенью 2012 года начался последний этап модернизации Jaguar’а до более мощного суперкомпьютера, которому дано новое название Titan.

Львиную долю компьютерного времени Titan’а планировалось отдать под приложения государственной программы Министерства энергетики США под названием «Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment program» (INCITE)[7]. В течение предшествующих двух лет исследователи и программисты переписывали свои приложения под новую архитектуру Titan’а, чтобы начать его использование с первых же дней введения его в строй.

Суперкомпьютер Titan планируется заменить новым суперкомпьютером Summit, постройку которого IBM планирует завершить в середине 2018 года. Предполагается, что Titan проработает еще один год после ввода в строй суперкомпьютера Summit, а потом будет демонтирован.[8] Демонтирован в 1 квартале 2020 года.[9]

Архитектура и устройство

Titan — массово-параллельный суперкомпьютер, построенный на платформе Cray XK7 с гибридной архитектурой: помимо 16-ядерных процессоров AMD Opteron 6274 в каждый из 18 688 узлов суперкомпьютерной системы установлен графический процессор общего назначения NVIDIA Tesla K20x (архитектура Kepler). Таким образом общее число ядер компьютера составляет 299 008. Компилятор, специально разработанный для Titan-а, автоматически распараллеливает исполнение кода между центральным и графическим процессорами.

Применение

Львиная доля компьютерного времени Titan-а будет отдана под приложения государственной программы Министерства энергетики США под названием «Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment program» (INCITE)[7].

Несмотря на то, что Titan можно использовать для любого проекта, количество заявок превысило имеющееся компьютерное время. Поэтому было решено провести тщательный отбор. В 2009 году Oak Ridge Computing Leadership Facility (OCLF) рассмотрел 50 заявок и сузил список до 6 проектов, которые были выбраны не только из-за важности исследовательских тем, но и из-за способности программного обеспечения проектов как можно полнее использовать возможности гибридной системы.[10] Программный код этих проектов пришлось изменить так, чтобы он мог исполняться на графических процессорах Titan-а, при этом требовалось оставить возможность исполнения кода на обычных процессорах, чтобы он не был привязан исключительно к Titan-у.[10]. В течение двух лет исследователи и программисты переписывали свои приложения, чтобы начать его использование с первых же дней введения Titan-а в строй.

Первыми проектами, которые получат доступ к Titan-у являются:

  • Процессы сгорания топлива: С помощью приложения S3D исследователи могут смоделировать турбулентное сгорание различных видов и составов топлива. Результаты исследований позволят создавать высокоэффективные, экономичные, оптимальные двигательные системы, почти не загрязняющие окружающую среду.[10]
  • Наука о материалах: С помощью приложения WL-LSMS исследователи смогут находить и создавать новые материалы, исследуя их магнитные свойства при разных температурах на нано-уровне. Результаты исследований позволят создавать новые электродвигатели и электрогенераторы.
  • Атомная энергия: С помощью приложения Denovo исследователи смогут моделировать поведение нейтронов в ядерном реакторе. Результаты исследований позволят выяснить, как более эффективно использовать стареющие ядерные реакторы США при сохранении их безопасности. На Titan-е приложение Denovo смоделирует за 13 часов один полный цикл службы стержня ядерного топлива, в то время как на Jaguar-е на это требовалось 60 часов.
  • Изменения климата: Программа Community Atmosphere Model-Spectral Element (CAM-SE) симулирует долгосрочные глобальные изменения климата. Результаты вычислений позволят исследователям вычислить качество воздуха в ближайшем будущем, а также влияние его состава на климат. Titan позволяет за один день компьютерного времени сделать прогноз на 1—5 лет вперёд, в то время как на Jaguar за один день можно было вычислить прогноз только на 3 месяца.

Примечания
  1. Feldman, Michael Titan Sets High Water Mark for GPU Supercomputing. HPC Wire (October 29, 2012). Дата обращения: 30 октября 2012. Архивировано 8 января 2013 года.
  2. Lal Shimpi, Anand Inside the Titan Supercomputer. Anandtech (October 31, 2012). Дата обращения: 2 ноября 2012. Архивировано 8 января 2013 года.
  3. Feldman, Michael GPUs Will Morph ORNL's Jaguar Into 20-Petaflop Titan. HPC Wire (11 октября 2011). Дата обращения: 29 октября 2012. Архивировано 8 января 2013 года.
  4. Oak Ridge changes Jaguar’s spots from CPUs to GPUs by Timothy Prickett Morgan, The Register Oct 11, 2011
  5. Poeter, Damon Cray's Titan Supercomputer for ORNL Could Be World's Fastest. PC Magazine (11 октября 2011). Дата обращения: 29 октября 2012. Архивировано 8 января 2013 года.
  6. Tibken, Shara Titan supercomputer debuts for open scientific research. CNET (29 октября 2012). Дата обращения: 29 октября 2012. Архивировано 8 января 2013 года.
  7. Пресс-релиз Лаборатории о суперкомпьютре Titan ORNL Debuts Titan Supercomputer Архивная копия от 2 ноября 2012 на Wayback Machine
  8. With the Summit Supercomputer, U.S. Could Retake Computing’s Top Spot
  9. Прощание с Титаном: как уходят суперкомпьютеры / ServerNews
  10. TITAN: Built for Science. Oak Ridge Leadership Computing Facility. Дата обращения: 29 октября 2012. Архивировано 8 января 2013 года.

См. также

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.