Последнее обновление: November 2, 2004   
  Главная
  Программа
  Концепция                      
  Направления работ
  Ход реализации
  Новости и события
  Публикации
  Контактная информация
                 
   
поиск
 
powered by
 
                 
   
       
                 
 
     
                 
   
webmaster
 
       
 
 

  Кластерные конфигурации "СКИФ" Ряда-1 (суперсерверы "СКИФ").

    В 2000-2003 годах были разработаны и изготовлены несколько кластерных установок семейства "СКИФ", которые использовались как для отладки программного обеспечения кластерного уровня, так и для реальных вычислений в интересах предприятий и учреждений России и Беларуси. Эти установки послужили материальной базой для успешного выполнения Программы в 2000-2003гг. и получения всех основных результатов по Программе:

  • разработана конструкторская документация (КД) Ряда 1 семейства "СКИФ", проведены приемочные (государственные) испытания. По результатам государственных испытаний конструкторской документации присвоена литера "О1";

  • разработано базовое программное обеспечение (ПО) кластерного уровня (КУ) суперкомпьютеров "СКИФ" Ряда 1, проведены приемочные (государственные) испытания. По результатам государственных испытаний программным системам ПО КУ "СКИФ" присвоена литера "О1";

  • разработан ряд прикладных систем для суперкомпьютеров семейства "СКИФ", часть из которых прошла государственные испытания и соответствующей программной документации присвоена литера "О1";

  • подготовлена (в ОАО "НИЦЭВТ") необходимая производственная база, проведена разработка КД и освоены в производстве адаптеры (N330, N337, N335) системной сети SCI, которые являются полными функциональными аналогами адаптеров SCI компании Dolphin (D330, D337, D335).


  •     Помимо этих материальных результатов Программы следует отметить самый важный технологический и организационный результат: была создана команда, способная решать самые сложные технические и научные задачи, что было доказано разработкой суперкомпьютера "СКИФ К-500". В дальнейшем, в 2004 году, в рамках завершения Программы и в последующие годы, в рамках Программы "СКИФ-2" (формирование которой начато), этой командой уже запланирована разработка новых, более мощных образцов суперкомпьютеров семейства "СКИФ".

    Базовая конфигурация системы кластерного уровня (БКС КУ) "Первенец".

        Фактическое финансирование Программы "СКИФ" началось в сентябре 2000 года, причем объем финансирования составил примерно всего четверть от запланированного. В этих условиях было проведено совещание основных исполнителей Программы, на котором обсуждалось, каких результатов можно было бы достичь в данных условиях за первый год работы. Было решено не ограничиваться бумажными отчетами, а сделать весомый материальный результат в виде работающей установки. Такая установка была необходима еще и потому, что имелся существенный задел в разработке программного обеспечения и необходимо было его отлаживать на работоспособном образце. Было принято решение до конца года существенную часть финансовых ресурсов потратить на создание первых образцов кластерного уровня семейства "СКИФ".
        В условиях чрезвычайно ограниченных временных рамок в результате совместных усилий были выдержаны все условия и сроки согласованного плана-графика, и к концу декабря 2000 года были созданы два образца суперкомпьютеров "Первенцы", один из которых был установлен в Минске в УП "НИИЭВМ", второй в Переславле-Залесском в ИПС РАН. Эта работа запомнилась всем исполнителям как яркий пример сотрудничества, пример четкой кооперации между российскими и белорусскими партнерами. Первые этапы работы - разработка эскизной конструкторской документации - были выполнены в ОАО "НИЦЭВТ" в Москве. Затем на основе этой документации в Минске в УП "НИИЭВМ" в рекордные сроки была разработана рабочая конструкторская документация и конструктивы. На своем опытном производстве УП "НИИЭВМ" выпустило 8 стоек и 32 корпуса для узлов вычислительной системы. Затем конструктивы были доставлены в Москву в ОАО "НИЦЭВТ", где уже был завершен подбор и закупка комплектующих. Здесь была произведена сборка всей аппаратной части и первичное тестирование установок "СКИФ". В ИПС РАН были произведены установка базового комплекта программного обеспечения кластерного уровня, окончательная наладка, тестирование и замеры показателей производительности и других технических характеристик. Кроме того, на первые образцы суперкомпьютера "СКИФ" была проведена установка первой прикладной системы, разработанной в Санкт-Петербурге в Институте высокопроизводительных вычислений и информационных систем (ИВВ ИС). Эта прикладная система предназначена для проектирования химических реакторов.
        В мае 2001 года была проведена широкая презентация этих образцов с привлечением многочисленных специалистов из Беларуси и России. Так получилось, что уровень пиковой производительности этих образцов - 20 Gflops соответствовал уровню эмбарго на ввоз в Россию и Беларусь высокопроизводительной вычислительной техники, ввоз такой техники требовал оформления особого разрешения.

     
       
       
    БКС КУ "Первенец":
    Основные технические характеристики семейства
     
     
       Месяц и год выпуска
       декабрь 2000 год
       Место расположения    НИИ ЭВМ (Минск) и
       ИПС РАН (Переславль-Залесский)
       Число вычислительных узлов/
       процессоров
       16/32
       Тип процессора    Intel Pentium III-600 MHz
       Частота процессора    600 MHz
       Предельная пиковая (реальная на
       задаче Linpak) производительность
       20 (11) Gflops
       Оперативная память установки    16 x 0,5 = 8 GB
       Дисковая память установки    16 x 10 = 160 GB
       Тип системной сети    2D-top 4 x 4, SCI, D311/312
       Тип управляющей
       (вспомогательной) сети
       Fast Ethernet
       Конструктив узла (форм-фактор)    3U
     
    Внешний вид первых двух образцов суперкомпьютеров семейства "СКИФ"
     
       
       
    Кластер "СКИФ" ВМ-5100.

        Второй опытный образец семейства "СКИФ" ВМ-5100 - был выпущен белорусской стороной в 2001 году. Его отличительными чертами являются более высокопроизводительные (по отношению к первым образцам) процессоры Intel Pentium III-1400 MHz и более компактные конструктивы: 2U вместо 3U. Благодаря процессорам Intel Pentium III-1400 MHz на этом образце были достигнуты более высокие пиковая и реальная производительность: 48 Gflops и 29 Gflops, соответственно.
        Именно этот образец вместе с образцом "Первенец" являлись базой, на которой проводились государственные испытания в феврале 2002 года.
     
     
    "СКИФ" ВМ-5100:
    Основные технические характеристики
     
     
       Месяц и год выпуска
       декабрь 2001 год
       Место расположения    НИИ ЭВМ (Минск)
       Число вычислительных узлов/
       процессоров
       16/32
       Тип процессора    Intel Pentium III-1400 MHz
       Частота процессора    1400 MHz
       Предельная пиковая (реальная на
       задаче Linpak) производительность
       48 (29) Gflops
       Оперативная память установки    16 x 1 = 16 GB
       Дисковая память установки    16 x 18 = 288 GB
       Тип системной сети    2D-top 4 x 4, SCI, D335
       Тип управляющей
       (вспомогательной) сети
       Fast Ethernet
       Конструктив узла (форм-фактор)    1U
       Дополнительно    Установлена лицензионная
       версия пакета LS-DYNA,
       срок лицензии: 16.01.2004 г.
    Суперкомпьютерная установка
    BM-5100 семейства "СКИФ"
     
       
     
    "Первенец-M": модернизация первого образца суперкомпьютера семейства "СКИФ".

        В марте 2002 года в Москве открылось представительство корпорации AMD. К этому же времени у разработчиков Программы "СКИФ" назрела необходимость опробовать на кластерном уровне суперкомпьютеров семейства "СКИФ" не только решения от фирмы Intel, но и решения от AMD. У сотрудников ИПС РАН установились самые тесные отношения партнерства с сотрудниками московского представительства AMD. В результате от AMD были получены несколько комплектов процессоров, памяти и материнских плат. В то же время ОАО "НИЦЭВТ" предоставил ИПС РАН адаптеры SCI D335. В кратчайшие сроки сотрудниками ИПС РАН были собраны 12 вариантов пар вычислительных узлов, связанных сетевыми адаптерами SCI D335. На полученных вычислительных узлах были выполнены замеры производительности с целью поиска наиболее оптимальных аппаратных средств для реализации вычислительных узлов на базе существовавших на тот момент решений AMD. По результатам испытаний было принято решение о модернизации кластера "Первенец" и перевода его на новую элементную базу.
        Модернизация была выполнена в июле 2002 года. В модернизации "Первенца" оказала помощь московская фирма "Storus", которая предоставила платы SCI D335 с целью замены старых, использовавшихся ранее плат SCI D311/312. Старые платы были оставлены ИПС РАН на весьма льготных условиях. Впоследствии они были использованы для сборки кластера с условным названием "Студент". В результате на реализацию каждого узла модернизированного кластера "Первенец-М" было затрачено не более 2500 долларов. Таким образом, при минимальных затратах удалось улучшить основные технические характеристики системы в два-три раза, а производительность - почти в пять раз. В настоящее время установка "Первенец-М" является основной (по мощности) вычислительной мощностью в Переславле-Залесском. Она доступна по сети, и 101 пользователь - потребитель высокопроизводительных вычислений - имеет доступ к ней и решает свои задачи на этой установке.
     
    "Первенец-М":
    Основные технические характеристики
     
       Месяц и год выпуска    июль 2002 год
       Место расположения    ИПС РАН (Переславль-Залесский)
       Число вычислительных узлов/
       процессоров
       16/32
       Тип процессора    AMD AthlonMP 1800+
       Частота процессора    1533 MHz
       Предельная пиковая (реальная на
       задаче Linpak) производительность
       98 (57) Gflops
       Оперативная память установки    2 x 1 = 16 GB
       Дисковая память установки    16 x 40= 640 GB
       Тип системной сети     4 x 4 2D-top, SCI, D335
       Тип управляющей
       (вспомогательной) сети
       Fast Ethernet
       Конструктив узла (форм-фактор)    3U
       Дополнительно    Установлена лицензионная
       версия пакета STAR-CD,
       срок лицензии: 07.07.2004 г.
    Кластерная установка "Первенец-M"
     
     
    "Студент": вспомогательный кластер семейства "СКИФ".

        Из электронных компонент, высвободившихся после модернизации установки "Первенец", был собран девятиузловой вспомогательный кластер. Он выполнен в конструктивах MiniTower на стойке, которая была сделана в мастерских ИПС РАН. Условное название "Студент", которое получила эта установка, не случайно. На ней действительно работает много студентов и из МГУ, и из университета города Переславля. Кроме того, установка "Студент" используется для отладки программного обеспечения, прежде чем оно устанавливается на основной кластер ИПС РАН - "Первенец-М".
    "Студент":
    Основные технические характеристики
     
       Месяц и год выпуска    июль 2002 год
       Место расположения    ИПС РАН (Переславль-Залесский)
       Число вычислительных узлов/
       процессоров
       9/18
       Тип процессора    Intel Pentium III-600 MHz
       Частота процессора    600 MHz
       Предельная пиковая (реальная на
       задаче Linpak) производительность
       11 (6) Gflops
       Оперативная память установки    16 x 0,5= 4,5 GB
       Дисковая память установки    90 GB
       Тип системной сети    3 x 3 2D-top , SCI, D311/312
       Тип управляющей
       (вспомогательной) сети
       Fast Ethernet
       Конструктив узла (форм-фактор)    MiniTower
    Вспомогательная
    кластерная установка "Студент"
     
       
     
    Кластерная установка семейства "СКИФ" в НИИ механики МГУ и установка "Myrin".

        Закупка аппаратных средств для кластера НИИ механики МГУ производилась в то же время, когда проводилась модернизация установки "Первенец". Поэтому по аппаратным решениям этот кластер является близким аналогом "Первенца-М". Отличительной особенностью этого образца является то, что его реализация была выполнена не за счет средств Программы "СКИФ", а целиком за счет средств НИИ механики МГУ.
    Основные характеристики
    кластерной установки в НИИ механики МГУ
     
       Месяц и год выпуска    июль 2002 год
       Место расположения    НИИ механики МГУ (Москва)
       Число вычислительных узлов/
       процессоров
       8/16
       Тип процессора    AMD AthlonMP 1800+
       Частота процессора    1533 MHz
       Предельная пиковая (реальная на
       задаче Linpak) производительность
       49 (28) Gflops
       Оперативная память установки    8 x 1 = 8 GB
       Дисковая память установки    8 x 80 = 640 GB
       Тип системной сети    2 x 4 2D-top , SCI, D335
       Тип управляющей
       (вспомогательной) сети
       Fast Ethernet
       Конструктив узла (форм-фактор)    4 x 4U + 4 x 5U
       Дополнительно    Кластер оснащен сервисной
       сетью, разработанной в ИПС РАН
    Кластерная установка в
    НИИ механики МГУ
     
        В том же 2002 г. для изучения технологии Myrinet в Минске (ОИПИ НАН Беларуси и УП "НИИЭВМ") был разработан кластер с условным названием "Myrin".
    "Myrin":
    Основные технические характеристики
     
       Месяц и год выпуска    ноябрь 2002 год
       Место расположения    ОИПИ НАН Беларуси
       Число вычислительных узлов/
       процессоров
       8/16
       Тип процессора    Intel Xeon 2,8 GHz
       Частота процессора    2,8 GHz
       Предельная пиковая (реальная на
       задаче Linpak) производительность
       89 (59) Gflops
       Оперативная память установки    8 x 1 = 8 GB
       Дисковая память установки    8 x 40 = 320 GB
       Тип системной сети    Myrinet
       Тип управляющей
       (вспомогательной) сети
       Fast Ethernet
       Конструктив узла (форм-фактор)    1U
    Установка "Myrin"
     
       
     
    Старшая модель семейства "СКИФ" Ряда-1 ЕС1710.03

        В 2003 году в рамках Программы "СКИФ" было запланировано создать российский образец высокой производительности (около 400 Gflops), который получил специальное обозначение - EC1710.03.
        Этот образец создавался для отработки типового решения для установок с высокой производительностью. К его сильным сторонам относятся весьма высокая производительность (пиковая производительность 0,43 Tflops), компактность (образец собран в одной стойке, форм-фактор 1U) и, самое главное, системная сеть в установке EC1710.03 выполнена на платах, которые выпускает ОАО "НИЦЭВТ" - SCI N335, аналоги плат SCI N335 компании Dolphin.
        Таким образом, произошла частичная замена импортных комплектующих на комплектующие отечественного производства. В 2003 году ОАО НИЦЭВТ была выпущена установочная партия адаптеров N335 - 36 плат для 36 узлов вычислительной системы EC1710.03.
     
    ЕС1710.03:
    Основные технические характеристики
     
       Месяц и год выпуска    октябрь 2003 год
       Место расположения    НИЦЭВТ, Москва
       Число вычислительных узлов/
       процессоров
       36/72
       Тип процессора    Intel Xeon 2,8 GHz
       Частота процессора    2800 MHz
       Предельная пиковая (реальная на
       задаче Linpak) производительность
       403 (230) Gflops
       Оперативная память установки    36 x 2= 72 GB
       Дисковая память установки    36 x 60 + 480 = 2640 GB
       Тип системной сети    6 x 6 2D-top, SCI, N335
       Тип управляющей
       (вспомогательной) сети
       Fast Ethernet
       Конструктив узла (форм-фактор)    1U
       Дополнительно    В составе NAS 480 GB
    Суперкомпьютерная установка ЕС1710.03
     
         
        Особенностью установки EC1710.03 является также то, что в ее состав включено сетевое устройство хранения (Network Attached Storage - NAS) на 480 GB. Наличие такого устройства бывает очень важно для многих приложений суперкомпьютеров.
     
     
    Адаптер системной сети
    SCI N335, выпускаемый
    ОАО НИЦЭВТ