От Философии К Науке: Как Стивен Хокинг И Центр Космос Будут Использовать Hpe Superdome Flex

«Без суперкомпьютеров мы просто философы», — заметил профессор Стивен Хокинг.

20 лет назад Стивен Хокинг основал исследовательскую группу COSMOS на факультете математики Кембриджского университета.

Группа использовала высокопроизводительные вычисления в памяти для исследования вопросов космологии, астрофизики и физики элементарных частиц.

Доступ к новым наборам данных позволил космологии превратиться из спекулятивной теории в науку, основанную на расчетах.

От философии к науке: как Стивен Хокинг и Центр КОСМОС будут использовать HPE Superdome Flex

Недавние открытия дали новый импульс развитию космологии, в первую очередь обнаружение гравитационных волн в 2016 году.

сказал Стивен Хокинг об этом: «Группа КОСМОС работает над тем, чтобы понять, как функционирует пространство и время, начиная с первой триллионной доли секунды после Большого взрыва и до сегодняшнего дня.

Недавнее открытие гравитационных волн дает нам удивительные знания о черных дырах и всей Вселенной.

С появлением таких захватывающих новых данных нам нужны гибкие и мощные компьютерные системы, которые смогут их обработать».

Именно такую систему на базе HPE Superdome Flex преподаватели получили в ноябре.

Новая, десятая высокопроизводительная система COSMOS, созданная в партнерстве с HPE, позволит обрабатывать наборы данных недостижимого ранее масштаба в режиме реального времени.

Благодаря этому появится возможность дополнить теоретические основы космологии, которые уже используют такие источники, как космическое микроволновое фоновое излучение, расположение звезд и галактик, новыми данными о гравитационных волнах.

Новый суперкомпьютер основан на нашем новом продукте - HPE Superdome Flex , дополненный суперкомпьютером HPE Apollo и системами на базе Intel Xeon Phi. HPE Superdome Flex уникально подходит для нужд математического факультета Кембриджского университета: это наиболее масштабируемая платформа вычислений в оперативной памяти (от 768 ГБ до 48 ТБ общей памяти, до 32 сокетов в одной вычислительной системе).

Эта мощность позволит параллельно обрабатывать значительные объемы данных, получать все более точные результаты и быстрее тестировать новые концепции и алгоритмы.

Помимо космологии, новая система будет поддерживать исследования преподавателей в других областях, от моделирования океана до экспериментальной биофизики.

Теперь расскажем подробнее о платформе.

HPE Superdome Flex

Платформа HPE Superdome Flex — это первый совместный продукт HPE и SGI, сочетающий в себе лучшие практики Superdome X и MC990X (ранее SGI UV300).

Он унаследовал проверенные свойства отказоустойчивости и высокой доступности от Superdome X, а также практически неограниченную вертикальную масштабируемость от SGI. HPE Superdome Flex появился в нашем портфеле высокопроизводительных критически важных бизнес-систем в конце 2017 года.

При этом его экономическая эффективность приближается к уровню стандартных систем x86.

Архитектура и масштабирование

Отличительной особенностью системы является ее модульная конструкция на основе 4-х процессорных стандартных блоков, установленных в стойке и объединенных в быстродействующую коммутационную матрицу.

Это позволяет создать более доступную минимальную конфигурацию системы высокого класса, исключив избыточность на начальном этапе.

По мере роста нагрузки ресурсы можно увеличивать постепенно до 32 сокетов, с шагом в 4 сокета и до 48ТБ оперативной памяти.

Вычислительные мощности можно добавлять без замены существующего оборудования, а систему можно масштабировать как по вертикали, так и по горизонтали.

На рисунке ниже показана архитектура базового шасси HPE Superdome Flex, которое представляет собой модульный строительный блок серверного решения.

Каждая система HPE Superdome Flex состоит как минимум из одного базового шасси плюс до семи дополнительных шасси расширения, что обеспечивает возможность масштабирования до 32 сокетов или разделения системы на аппаратно-независимые разделы (HPE nPars) для изоляции рабочих нагрузок и/или объединения нескольких нагрузки на один управляемый комплекс.

ASIC HPE Superdome Flex соединяют основное шасси и шасси расширения с помощью кабелей в сверхбыструю структуру Superdome Flex Grid.

От философии к науке: как Стивен Хокинг и Центр КОСМОС будут использовать HPE Superdome Flex

Архитектура базового шасси HPE Superdome Flex Подробный обзор архитектуры платформы содержится в документе.

Серверная архитектура HPE Superdome Flex и RAS , который мы скоро опубликуем на русском языке.

РАН

Отдельно отметим отказоустойчивость и доступность платформы HPE Superdome Flex – на уровне 99,999%, что является уникальным показателем в мире x86-систем.

Такая производительность достигается за счет расширенных возможностей RAS и комплексной стратегии управления сбоями, которая включает прогнозное обнаружение, регистрацию, анализ сбоев и, где это возможно, самовосстановление без участия оператора.

Механизм обнаружения ошибок Firmware First обрабатывает ошибки на уровне встроенного ПО.

Еще одной особенностью RAS в Superdome Flex является возможность организации электрически изолированных аппаратно-независимых разделов, что повышает безопасность и доступность отдельных независимых приложений в рамках единой аппаратной платформы.

Случаи использования

Возможности масштабирования, сверхбыстрая коммутационная матрица Superdome Flex Grid с низкой задержкой доступа к общему глобальному пулу памяти и мощная подсистема ввода-вывода делают HPE Superdome Flex лучшей платформой для высокопроизводительных вычислений в памяти, сочетающей транзакционные рабочие нагрузки и анализ.

больших объемов соответствующих данных в режиме реального времени.

Основные варианты использования HPE Superdome Flex:

платформа для традиционных СУБД и баз данных с технологией in-memory (SAP HANA, SQL-сервер, Oracle 12c и др.
);
высокомасштабируемая и отказоустойчивая платформа для миграции с RISC/UNIX-систем;
отказоустойчивая платформа для консолидации критических нагрузок;
платформа для задач искусственного интеллекта и машинного обучения;
платформа HPC в памяти для конкретного круга задач.

Платформа для вычислений с использованием памяти

HPE Superdome Flex был разработан в соответствии с принципами вычислений на основе памяти (вычисления, ориентированные на память, а не на процессор; см.

нашу статью ).

Блоки в Superdome Flex соединяются с помощью высокопроизводительной коммутационной матрицы, посредством которой операционная система получает доступ к памяти во всех блоках.

Обычно система работает под управлением одного экземпляра ОС, как один компьютер.

Также возможно создать в системе несколько разделов и запускать в каждом из них свой экземпляр ОС.

При этом разные разделы смогут получить доступ ко всей памяти через матрицу коммутации, даже за пределами своей ОС.

Каждый раздел системы может внести часть своей памяти в общий пул, и этот общий ресурс может использоваться приложениями в разных операционных системах.

От философии к науке: как Стивен Хокинг и Центр КОСМОС будут использовать HPE Superdome Flex

Благодаря Superdome Flex Grid при небольших изменениях в операционной системе можно заставить приложение поверить, что оно уже запущено на The Machine (в пределах установленных 32 сокетов и 48 ТБ ОЗУ), тем самым предоставив возможность реализовать преимущества вычислений на основе памяти уже сейчас.