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 затоплення 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

СКІТ-1

• 24-вузловий кластер на мікропроцесорах Intel Xeon

• Продуктивність
  • Пікова продуктивність кластера: 255 Гфлопс¹;
  • Реальна продуктивність: 189 Гфлопс.
    • [1] (1 Гфлопс = 1 млрд.операцій з плаваючою крапкою в секунду)
• Процесор:
  • 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

Скіт-2

• 32-вузловий кластер на мікропроцесорах Intel Itanium2
• Продуктивність:
• Пікова продуктивність кластера 360 Гфлопс;
• Реальна продуктивність 280 Гфлопс;
• Процессор:
• 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 380В;

Скіт-3

Скіт-3

• 127-вузловий кластер на багатоядерних процесорах
  • 75 вузлів на двоядерних процесорах Intel Xeon 5160;
  • 52 вузла на чотрирьохядерних процесорах Xeon 5345;
• Продуктивність:
  • Пікова продуктивність кластера 7500 Гфлопс;
• Реальна підтверджена продуктивність (на 125 вузлах) 5317 Гфлопс;
• Процесор:
  • Тип процесорів:
    • двоядерний Intel Xeon 5160;
      • тактова частота - 3,0 ГГЦ;
      • кеш - 4 Мбайт;
      • споживана потужність 80 Вт;
      • число процесорів у вузлі кластера - 2;
    • чотрирьохядерних Intel Xeon 5345 з архітектурою EM64T
      • тактова частота - 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:

• 28 вузлів на базі центральних процесорів Intel Xeon E5-2600 з частотою 2.6 ГГц;
• 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.

Корисні поcилання

• Відео Еволюція комп'ютерів українського виробництва
• МОДЕРНІЗАЦІЯ СУПЕРКОМП'ЮТЕРА СКІТ-4
• Обчислювальний комплекс СКІТ ІК НАН України
• СКІТ-3 ТРЕБА РЯТУВАТИ
• Презентація