Titan (суперкомп'ютер)
Titan — суперкомп'ютер компанії Cray Inc. встановлений в національній лабораторії Оук-Ридж (скорочено ORNL, національна лабораторія Міністерства енергетики США, Теннессі) для використання в наукових проектах. Є модернізованим суперкомп'ютером Jaguar, з більшою кількістю центральних процесорів і доповнений графічними процесорами Nvidia Tesla K20x. Модернізація почалася в жовтні 2011 і тривала цілий рік, після чого Titan зайняв перший рядок в листопадовому рейтингу TOP500 суперкомп'ютерів світу за продуктивністю, вимірюваній тестом Linpack. Початкова вартість оновлення склала 60 млн доларів США, фінансована переважно за рахунок департаменту енергетики США.
| Titan | |
| Галузь промисловості |
дослідження[1]  |
|---|---|
| Дата створення / заснування |
2012[2] |
.jpg) | |
| Позиція |
12[2], 1[2], 2[2], 3[2], 4[2], 5[2], 7[2] і 9[2] |
| Країна |
 США[1] |
| Місце розташування |
Ок-Ридж[1] |
| Ґрунтується на |
Jaguar |
| Входить у цикл |
Titan Cray XK7 |
| Попередник |
Jaguar |
| Наступник |
Summit |
| Виробник |
Cray[2] і Hewlett Packard Enterprise[2] |
| Центральний процесор |
Opteron[2] |
| Кількість процесорних ядер |
299 008 і 560 640[2] |
| Споживана потужність |
8209 megawatt[2] і 8209 кіловат |
| Операційна система |
UNICOS[2] |
| Дата виведення з експлуатації |
2020[3] |
| Час/дата припинення існування |
2020 |
| Комп'ютерна шина |
Cray Gemini interconnectd[2] |
| Продуктивність комп'ютера |
17 590 петафлопс[2], 27 112,55 петафлопс[2] і 27 112,55 терафлопс |
| Офіційний сайт | |
 Titan у Вікісховищі | |
У червні 2013 року поступився першим місцем у рейтингу TOP500 китайському суперкомп'ютеру Тяньхе-2[4], який також посів перше місце ще і в рейтингу енергетичної ефективності.
Від Jaguar-у до Titan-у
ред.Восени 2012 року відбувся останній етап модернізації Jaguar-у до більш потужного суперкомп'ютера, якому дано нову назву Titan. Titan став в 10 разів могутніше за свого прабатька — суперкомп'ютеру Jaguar. Після модернізації пікова обчислювальна потужність Titan-у складе більше 20 петафлопс, тобто 20 тисяч трильйонів (20 квадрильйонів) операцій з плаваючою точкою в секунду. Розмір загальної системної пам'яті досягне 710 терабайт. Titan має гібридну архітектуру — крім більш потужних 16-ядерних процесорів AMD Opteron 6274 в кожен з 18 688 вузлів суперкомп'ютерної системи встановлено графічний процесор загального призначення NVIDIA Tesla K20 (архітектура Kepler). Таким чином загальна кількість ядер комп'ютера зросте до 299 008. Компілятор, спеціально розроблений для Titan-у, буде автоматично розпараллелює виконання коду між центральним і графічним процесорами.
Архітектура і побудова
ред.Titan — масово-паралельний суперкомп'ютер, побудований на платформі Cray XK7 з гібридною архітектурою: крім 16-ядерних процесорів AMD Opteron 6274 в кожен з 18 688 вузлів суперкомп'ютерної системи встановлений графічний процесор загального призначення NVIDIA Tesla K20x (архітектура Kepler). Таким чином загальна кількість ядер комп'ютера становить 299 008. Компілятор, спеціально розроблений для Titan-у, автоматично розпараллелює виконання коду між центральним і графічним процесорами.
Застосування
ред.Левова частка комп'ютерного часу Titan-у буде віддана під додатки державної програми Міністерства енергетики США під назвою «Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment program»[5].
Попри те, що Titan можна використовувати для будь-якого проекту, кількість заявок перевищила наявний комп'ютерний час. Тому було вирішено провести ретельний відбір. У 2009 році Oak Ridge Computing Leadership Facility [Архівовано 6 червня 2013 у Wayback Machine.] (OCLF) розглянув 50 заявок і звузив список до 6 проектів, які були вибрані не тільки через важливість дослідних тем, а й через здатність програмного забезпечення проектів якомога повніше використовувати можливості гібридної системи. Програмний код цих проектів довелося змінити так, щоб він міг виконуватися на графічних процесорах Titan-у, при цьому потрібно було залишити можливість виконання коду на звичайних процесорах, щоб він не був прив'язаний виключно до Titan-у. Протягом двох років дослідники і програмісти переписували свої програми, щоб почати його використання з перших же днів введення Titan-у в стрій.
Першими проектами, які отримають доступ до Titan-у є:
- Процеси згорання палива: За допомогою програми S3D дослідники можуть змоделювати турбулентне згорання палива різних видів і складів. Результати досліджень дозволять створювати високоефективні, економічні, оптимальні рухові системи, що майже не забруднюють навколишнє середовище.
- Наука про матеріали: За допомогою програми WL-LSMS дослідники зможуть знаходити і створювати нові матеріали, досліджуючи їх магнітні властивості при різних температурах на нано-рівні. Результати досліджень дозволять створювати нові електродвигуни та електрогенератори.
- Атомна енергія: За допомогою програми Denovo дослідники зможуть моделювати поведінку нейтронів в ядерному реакторі. Результати досліджень дозволять з'ясувати, як більш ефективно використовувати старіючі ядерні реактори США за збереження безпеки. На Titan-і додаток Denovo змоделює за 13 годин один повний цикл служби стрижня ядерного палива, у той час як на Jaguar-і на це було потрібно 60 годин.
- Зміни клімату: Програма Community Atmosphere Model-Spectral Element (CAM-SE) симулює довгострокові глобальні зміни клімату. Результати обчислень дозволять дослідникам обчислити якість повітря в найближчому майбутньому, а також вплив його складу на клімат. Titan дозволяє за один день комп'ютерного часу зробити прогноз на час від 1 до 5 років наперед, в той час як на Jaguar за один день можна було вирахувати прогноз тільки на 3 місяці вперед.
За словами наукового директора Джека Велса, хоча суперкомп'ютер досяг показника у 17,6 петафлопс за тестом LINPACK для рейтингу ТОП500, у деяких випадках реальні обчислення можуть відбуватись зі швидкістю понад 20 петафлопс — все залежить від типу розв'язуваної задачі[6].
Моделі
ред.У 2015 за участі біофізика Шультена з'явилась модель світловідбиваючої клітини хроматофор Purpurbakterie (близько 100 мільйонів атомів). У моделюванні процесів перетворення сонячного світла в хімічну енергію брали участь 100 мільйонів атомів, 16000 ліпідів і 101 білок, хоча вміст крихітної органели займає лише один відсоток від загального обсягу клітини[7].
Примітки
ред.- ↑ а б в https://www.top500.org/site/48553/
- ↑ а б в г д е ж и к л м н п р с т у ф https://www.top500.org/system/177975 — TOP500.
- ↑ https://servernews.ru/1004978
- ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 12 квітня 2016. Процитовано 18 червня 2013.
{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання) [Архівовано 2013-06-17 у Archive.is] - ↑ Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment program (INCITE) (англ.). Архів оригіналу за 10 березня 2013.
- ↑ David Schneider (25 червня 2018). A U.S. Machine Recaptures the Supercomputing Crown. IEEE Spectrum. Архів оригіналу за 2 липня 2018. Процитовано 2 липня 2018.
- ↑ The Tennessee Titan: Oak Ridge, Cray, NVIDIA Create New Open Science Supercomputer. Pubs - Bio-IT World (англ.). Архів оригіналу за 1 травня 2021. Процитовано 2 травня 2021.
Література
ред.- Feldman, Michael Titan Sets High Water Mark for GPU Supercomputing [Архівовано 26 березня 2013 у WebCite]
- Lal Shimpi, Anand Inside the Titan Supercomputer [Архівовано 25 січня 2013 у Wayback Machine.]
3.Feldman, Michael GPUs Will Morph ORNL's Jaguar Into 20-Petaflop Titan [Архівовано 27 липня 2012 у Wayback Machine.]
4.Oak Ridge changes Jaguar's spots from CPUs to GPUs by Timothy Prickett Morgan, The Register Oct 11, 2011 - Poeter, Damon Cray's Titan Supercomputer for ORNL Could Be World's Fastest [Архівовано 20 січня 2019 у Wayback Machine.]
6.Tibken, Shara TITAN: Built for Science [Архівовано 26 лютого 2013 у Wayback Machine.]
Посилання
ред.
- Офіційний вебсайт нового суперкомп'ютера Titan [Архівовано 22 лютого 2013 у Wayback Machine.]
- ORNL's supercomputer named world's most powerful прес-реліз Лабораторії з приводу 1-го місця Titan-у в TOP500
- Oak Ridge National Laboratory Review том.45, 3-й випуск повністю присвячений опису перетворення суперкомп'ютера Jaguar у суперкомп'ютер Titan
- Сторінка платформи Cray XK7 на офіційному сайті Cray.com
- Офіційний сайт Національного центру обчислювальних наук [Архівовано 6 червня 2013 у Wayback Machine.]
