Скіт

Скіт

СКІТ — суперкомп'ютерний обчислювальний комплекс Інституту кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України. Проект першого суперкомп'ютера СКІТ був розроблений в 2002 році спільно з компанією "Юстар".Суперкомп'ютер СКІТ складається з чотирьох обчислювальних кластерів: СКІТ-1, СКІТ-2, СКІТ-3, СКІТ-4.

''СУПЕРКОМП’ЮТЕРИ ЯК ІНСТРУМЕНТ НАУКОВО-ТЕХНІЧНОГО РОЗВИТКУ КРАЇНИ

Завдяки застосуванню суперкомп’ютерів СКІТ, починаючи з 2005 р., науково-дослідницькі інститути НАН України отримали важливі фундаментальні та прикладні результати з біофізики, біохімії, фізичної хімії, квантової механіки, матеріалознавства, медицини, геології, нанотехнологій тощо. Суперкомп’ютери СКІТ використовують також для розв’язання загальнодержавних задач(зовнішня розвідка, державний бюджет, оптимізація обслуговування державного боргу) і задач високотехнологічних державних підприємств (АНТК «Антонов», Український державний геологорозвідувальний інститут,НВП «Карат»).Впроваджено застосування СКІТ в екології (зокрема, моделювання впливів споруд глибоководного суднового ходу «Дунай — Чорне море» на гідрологічні й морфодинамічні параметри у транскордонному контексті, прогнозування наслідків скидання вод АЕС у водосховища та прогнозування зато- плення прибережних зон і заплав), енергозаощадженні (система «Маневр» для оптимізації рішень у задачах добового погодинного електричного і теплового навантаження енергоблоків теплоцентралі), геології й видобутку корисних копалин (система «Надра» для аналізу усталеного руху рідини в природних тривимірних багатокомпонентних ґрунтових об’єктах із повним або частковим вологонасиченням, програми моделювання та оброблення даних сейсморозвідки гео логічно-складних нафтогазових родовищ з наявністю ризикових розломів, зон тріщинуватості, соляних куполів), метеорології (сис- тема зведених гідрометеорологічних моделей з урахуванням супутникової інформації)тощо. Обчислювальні ресурси СКІТ активно використовують понад 15 організацій НАН і МОНмолодьспорт України. Споживачів найбільшої частини ресурсів СКІТ наведено на рис. 2. Крім того, суперкомп’ютери застосовують Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна та низка установ НАН України: Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка, Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова, Донецький фiзико-технiчний інститут iм. О.О. Галкiна. Ще більше користувачів виходять на СКІТ через УНГ. Частка грід-задач за останні три роки зросла втричі — з менш ніж 6% до 18– 20% від загального обсягу ресурсів комкомплексу СКІТ. Задачі, які вирішують за допомогою суперкомп’ютерів, часто взагалі неможливо розв’язати в інший спосіб із потрібною точністю чи детальністю.

Скіт-1

24-вузловий кластер на мікропроцесорах Intel Xeon

Пікова продуктивність кластера 255 Гфлопс (1 Гфлопс = 1 млрд.операцій з плаваючою крапкою в секунду), реальна продуктивність 189 Гфлопс

Тип процесора - одноядерний 32- розрядний Intel Xeon (тактова частота - 2,67 ГГЦ, кеш - 512 Кбайт, споживана потужність 60-100 Вт, число процесорів у вузлі кластера - 2)

Число ядер- процесорів у вузлі - 2

Оперативна пам'ять вузла - 2 ГБ

Система зберігання даних - обслуговує всі кластери, типу RAID5, глобальна файлова система загальним обсягом 20 Тбайт

Загальна споживана потужність - 8 кВа від мережі 380 В

Скіт-2

32- вузловий кластер на мікропроцесорах Intel Itanium2

Пікова продуктивність кластера 360 Гфлопс, реальна продуктивність 280 Гфлопс

Тип процесора - одноядерний 64- розрядний Intel Itanium2 (тактова частота - 1,4 ГГЦ, кеш - 3 Мбайт, споживана потужність 135 Вт, число процесорів у вузлі кластера - 2)

Оперативна пам'ять вузла - 2 ГБ

Число ядер- процесорів у вузлі - 2

Система зберігання даних - типу RAID5, глобальна файлова система загальним обсягом 20 Тбайт

Загальна споживана потужність - 20 кВа від мережі 380 В

Скіт-3

127-вузловий кластер на багатоядерних процесорах (75 вузлів на двоядерних процесорах Intel Xeon 5160 и 52 вузла на чотрирьохядерних процесорах Xeon 5345)

Пікова продуктивність кластера 7500 Гфлопс, реальна підтверджена продуктивність (на 125 вузлах) 5317 Гфлопс

Тип процесорів - двоядерних Intel Xeon 5160 і чотрирьохядерних Intel Xeon 5345 з архітектурою EM64T (тактова частота сооответственно - 3,0 ГГЦ і 2,2 ГГЦ, кеш - 4 Мбайт, споживана потужність 80 Вт, число процесорів у вузлі кластера - 2)

Оперативна пам'ять вузла - 2 ГБАЙТА на ядро, відповідно, 8 і 16 ГБ.

Число ядер- процесорів у вузлі відповідно - 4 і 8, всього у кластері 716 ядер.

Система зберігання даних - типу RAID5, глобальна файлова система Lustre загальним обсягом (у дзеркалі) 20 Тбайт.

Загальна споживана потужність - 60 кВа від мережі 380 В.\

Скіт-4

28-вузловий кластер на багатоядерних процесорах Intel Xeon E5-2600

Кластер базується на новітній платформі HP ProLiant Gen8 BladeSystems та має наступні характеристики:

кластер складається з 28 вузлів на базі центральних процесорів Intel Xeon E5-2600 з частотою 2.6 ГГц, має 448 обчислювальних ядер, 36 прискорювачів NVidia Tesla M2075, 1,8 ТБ оперативної пам’яті; інтегрований із загальним сховищем даних кластерного комплекса обсягом 120 ТБ; мережа передачі даних між вузлами Infiniband FDR 56 Гбіт/с. Суперкомп'ютер у своєму складі має як класичні вузли з центральними процесорами, так і гібридні вузли з графічними прискорювачами.

Кожен вузол має 16 ядер (32 у режимі HyperThreading), 64 ГБ оперативної пам’яті. Гібридні вузли додатково мають 3 прискорювача NVidia Tesla M2075.

В цілому кластер має наступні характеристики продуктивності:

пікова продуктивність 30 ТФлопс; реальна продуктивність 18 ТФлопс. СКІТ-4 інтегрований із високопродуктивним сховищем даних об'ємом 120 ТБ на основі паралельної файлової системи Lustre.

Висновки

Енергоефективність 788 Мфлопс/Вт виводить СКІТ-4 на рівень 99-ї позиції у світовому рейтингу найбільш екологічних суперкомп’ютерів Green500. Такий результат свідчить про збереження НАН України високого рівня та потенціалу в розробленні найсучаснішої комп’ютерної техніки. Проте за загальною продуктивністю СКІТ-4 відповідає лише 48 місцю в СНД і значно поступається найкращим зарубіжним суперкомп’ютерам. У світовому рейтингу Топ–500 від листопада 2012 р. є 8 російських суперкомп’ютерів, 4 польських, ізраїльський і словацький суперкомп’ютери — і жодного українського. В Росії більш як 50 комп’ютерів мають продуктивність понад 10 терафлопс (в Україні — лише СКІТ-4), швидкодія російського суперкомп’ютера «Ломоносов» на- ближається до петафлопсу. Ще потужнішим є суперкомп’ютер у Сарові, який будували на кошти «Росатома» і військового бюджету країни для завдань ядерної промисловості й оборони. Його продуктивність засекречено, але експерти оцінюють її в 10 петафлопс. Для порівняння, сумарна пікова продуктивність кластерів Українського національного гріду не перевищує 50 терафлопс. Відставання України в суперкомп’ютерній галузі збільшилося останнім часом у зв’язку з відсутністю державної політики підтримки розвитку високопродуктивних обчислень. Ще на початку 2010 р. Україна мала два суперкомп’ютери в першій половині Топ–50 СНД (top50.supercomputers.ru), а в 2005–2008 рр., коли розбудову українських суперкомп’ютерів активно підтримувала держава, — входила до першої десятки рейтингу СНД і посідала там до 5 позицій. Нині Україна вкрай потребує державної науково- технічної програми розвитку супер комп’ютерних технологій.