Mavi genler

Blue-Gene / L kabin

Blue Gene , yüksek kaliteli bilgisayar teknolojisi tasarlama ve inşa etme projesidir . Göre IBM, bu olmalıdır sınırlarını keşfetmek için her iki hizmet , süper de bilgisayar mimarisi geliştirmeyi, gerekli yazılım programlama ve kontrolü için güçlü paralel sistemler ve bu şekilde biyolojik süreçlerin daha iyi anlaşılması için işlem gücü kullanmak protein katlanması . İkincisi ayrıca isimlendirmeden sorumluydu.

Aralık 1999'da IBM, protein katlanması gibi biyomoleküler olayların araştırılmasına yardımcı olmak için büyük ölçüde paralel bir bilgisayar oluşturmak için beş yıllık bir program duyurdu. Amaç, Peta - FLOPS aralığında hızlara ulaşmaktı .

ABD Enerji Bakanlığı (projeyi kısmen finanse eden), endüstri (özellikle IBM) ve üniversiteler arasında ortak bir projedir . Blue Gene / L, Blue Gene / P ve Blue Gene / Q dahil olmak üzere beş Blue Gene projesi geliştirme aşamasındadır (bkz. Gelişmiş Simülasyon ve Hesaplama Programı ).

Blue Gene / L ilk mimari olarak planlandı. Spesifikasyonlar, 65.536 düğümde 360 ​​TFLOPS maksimum performansa sahip ve 2004 / 2005'te tamamlanan bir sistem içindi. Sonraki makineler 1000 TFLOPS (Blue Gene / P, 2006/2007) veya 3000 TFLOPS (Blue Gene / Q, 2007/2008) elde etmelidir. Blue Gene / L'den bu ardıl sistemlerin sürekli çıktısı 300 TFLOPS veya 1000 TFLOPS olmalıdır.

IBM'deki projenin baş mimarları arasında Monty Denneau ve Alan Gara vardı .

Mavi Gen / L

Blue Gene / L örneğini kullanan sistem yapısının şeması

Blue Gene / L, çok ölçeklenebilir bir süper bilgisayar ailesidir . Proje, IBM ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı tarafından ortaklaşa finanse edilmektedir .

Mimari oluşturmadan tekrar tekrar tekrar edilebilir ve temel bir yapı bloğu (düğüm veya işlem çip) oluşur tıkanıklıkları . BG / L'nin her düğümü, ilişkili bir DDR - SDRAM belleğe sahip bir ASIC'den oluşur . Her ASIC sırasıyla iki adet 0.7 GHz PowerPC Gömülü 440 işlemci çekirdeği , iki "Çift Hummer" FPU, bir önbellek alt sistemi ve bir iletişim alt sistemi içerir .

Ağdaki farklı çizimlerdeki çift TFlops oranları (2.8 veya 5.6 TFLOPS), iki işlemcili bir ASIC'in, hesaplama görevleri için her iki işlemciyi de kullanan veya aritmetik görevler için yalnızca birini kullanan iki modda çalıştırılabilmesinden kaynaklanmaktadır. diğeri iletişim görevleri için bir yardımcı işlemci olarak. İşlemciler arasındaki iletişim için , 3B torus topolojisine sahip yüksek hızlı bir ağ ve toplu işlemler için hiyerarşik bir ağ mevcuttur.

Torus ağına, InfiniBand'e benzer şekilde çok düşük gecikme süreleri elde etmek için bellek eşlemeli ağ bağdaştırıcıları aracılığıyla erişilir . İletişim için modifiye edilmiş bir MPI CH2 uygulaması geliştirildi. Özel olarak programlanmış, çok küçük bir POSIX çekirdeği , bilgi işlem düğümünde çoklu görevleri desteklemez - çalışan program sistemdeki tek işlemdir.

TOP500 listesinin Kasım 2004 sayısında , Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nda halen yapım aşamasında olan Blue Gene / L sistemi, 16 rafla (16.384 düğüm, 32.768 işlemciye karşılık gelir) en üst sırada yer aldı. O zamandan beri adım adım genişletildi ve 27 Ekim 2005'te 280 TFLOPS üzerinden 65.536 knot'a ulaştı ve bu ona TOP500 11/2005'te liderlik kazandı. Bu genişletme aşaması başlangıçta son genişleme olarak ilan edilmiş olsa da, 2007'de tekrar genişletildi ve o zamandan beri 104 rafta 212.992 işlemci ile 478'den fazla TFLOPS sağladı. Bu, onu 2008 ortalarında dünyanın en hızlı dördüncü sistemi yaptı.

Ancak mimari, IBM'in kendi Thomas J. Watson Araştırma Merkezi'ndeki Blue Gene Watson (BGW) (TOP500 6/2011'de 98. sırada), JUGENE (Jülich Blue Gene, Forschungszentrum Jülich , Haziran 2011 gibi diğer kurulumlar için de uygundur. öncülünden önce bile 12. sırada) ve İlk 100'de altı diğer giriş. Bunların tümü eServer Blue Gene Solution adı altında yer alıyor .

Mavi Gen / P

Mavi Gen / P
Blue Gene / P'nin düğüm haritası

Blue Gene / P serisi ilk olarak Haziran 2007'de Dresden'deki ISC'de sunuldu. BG / L'ye kıyasla değişiklikler, dördü artık bir düğümde bulunan 850 MHz'de saat hızına sahip PowerPC 450 çekirdeklerinin kullanımını içerir. Her bir hesaplama kartında artık bu tür iki düğüm yerine yalnızca bir tane bulunur, ancak bir düğüm kartı, sonraki daha büyük birim bu tür 16 hesaplama kartı yerine 32 içerir.

Aksi takdirde üniteler aynı kalır ve bu nedenle bir raf, BG / L'nin iki katı kadar işlemci içerir. Saat hızındaki artışa paralel olarak her işlemcinin performansında yaklaşık% 21'lik bir artışla (en azından LINPACK ile ), artık her raf 5,6 TFLOPS (her durumda R tepe noktası) yerine 14 sağlar . Bellek bant genişliği aynı oranda büyüdü, Torus ağının bant genişliği 2,1 GB / sn'den 5,1 GB / sn'ye iki katından fazla arttı ve gecikme süreleri yarıya indi. Üreticiye göre enerji ihtiyacı sadece% 35 arttı. Peta-FLOPS sınırına ulaşması beklenen 72 raftan oluşan bir sistem için bu yaklaşık 2,3 megawatt'tır .

İlk teslimatlardan biri, JUGENE adı altında işletildiği Forschungszentrum Jülich'e yapıldı ve 2008 sonunda TOP500 listesinde 180 TFLOPS ile 11. oldu . Kasım 2008'de yedi Blue Gene / P sistemi dünya çapındaki en hızlı 100 sistem arasındaydı.

26 Mayıs 2009'da, gelişmiş bir JUGENE sürümü ( Jülich Blue Gene ) açıldı ve işlemci sayısı 65.536'dan 294.912'ye çıkarıldı ve böylece 1 petaflop'luk en yüksek performans elde edildi . Bu bilgisayar 2012'de Avrupa'nın en hızlı bilgisayarlarından biriydi ve Kasım 2011'den itibaren TOP500 listesinde dünya çapında en hızlı süper bilgisayarlar arasında 13. sırada yer aldı.

Mavi Gen / Q

Serideki en son süper bilgisayar tasarımı Blue Gene / Q, 2011 yılına kadar zaman çerçevesinde 20 petaflop'a ulaşmayı hedefliyordu. Blue Gene / L ve P mimarilerinin daha yüksek saat frekansı ve önemli ölçüde iyileştirilmiş enerji verimliliği ile daha da iyileştirilmesi ve genişletilmesi olarak tasarlanmıştır. Blue Gene / Q, benzer sayıda düğüme sahiptir, ancak düğüm başına 4 çekirdek yerine 16 (yeni geliştirilen POWER CPU A2).

IBM Sequoia adlı bir Blue Gene / Q sisteminin referans kurulumu , "Advanced Simulation and Computing Program" ın bir parçası olarak 2011 yılında Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nda gerçekleştirildi; nükleer simülasyonlar ve diğer ileri bilimsel araştırmalar için kullanılır.

Mira adlı bir Blue Gene / Q sistemi, 2012'nin başlarında Argonne Ulusal Laboratuvarı'na kuruldu. Yaklaşık 50.000 bilgi işlem düğümünden (düğüm başına 16 bilgi işlem çekirdeği), 70 PByte disk depolamadan (470 GByte / sn G / Ç bant genişliğinde) oluşur ve suyla soğutulur.

Ayrıca 2012 yılında, FERMI faaliyete geçti CINECA en veri merkezi Bologna, 16 çekirdek her biriyle 10,240 Güç A2 soketli bir kurulum yakın.

Daha fazla gelişme

Yeni IBM süper bilgisayarları artık Blue Gene adını taşımamaktadır. Önemli ölçüde daha gelişmiş bir POWER işlemci platformuna dayanıyorlar ve en son sürüm (2018), örneğin Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda deneme işletiminde.

IBM, klasik süper bilgisayarlara ek olarak, son derece düşük güç tüketimine sahip sinirsel süper bilgisayarlar geliştirmeye ve inşa etmeye başladı.

İnternet linkleri

kimlik bilgileri

  1. ↑ F. Allen, G. Almasi, W. Andreoni, D. Beece, BJ Berne, A. Bright, J. Brunheroto, C. Cascaval, J. Castanos, P. Coteus, et al.: Blue Gene: A vision for petaflop süper bilgisayar kullanan protein bilimi . İçinde: IBM Systems Journal . bant 40 , hayır. 2 , 2001, s. 310–327 , doi : 10.1147 / sj.402.0310 ( archive.org ).
  2. ↑ Bekleyen CD: Karmaşık aritmetik uzantılara sahip IBM PowerPC 440 FPU . İçinde: IBM Araştırma ve Geliştirme Dergisi . bant 49 , hayır. 2.3 , 2005, s. 249-254 , doi : 10.1147 / rd.492.0249 ( archive.org ).
  3. ↑ 100 teraflop'tan 1 petaflop'a: Jülich'te üç yeni süper bilgisayar, 26 Mayıs 2009'dan itibaren heise-online'da basın açıklaması
  4. ↑ Kasım 2011'den TOP500 listesi, TOP500 listesi. Erişim tarihi: January 30, 2012
  5. ↑ 17 Makine Değerlendirme Çalıştayı ( Memento 31 Ekim 2008 tarihinden itibaren de Internet Archive )
  6. ↑ 16 ve 17 çekirdekli işlemci fısıltısı
  7. ^ Minutes Advanced Scientific Computing Advisory Committee Meeting 3-4 Kasım 2009, Oak Ridge Associated Universities, Oak Ridge, Tenn. ( Memento 29 Mart 2010 tarihinden itibaren de Internet Archive )
  8. ↑ Germatown'dan Bakış - ALCF Başlarken Çalıştayı 27-29 Ocak 2010 ( İnternet Arşivinde 27 Mayıs 2010 tarihli Memento )
  9. ↑ FERMI, Top500 ilk on'da yeniden doğruladı
  10. ↑ Sven Oehme: CORAL Performans Güncellemesi. 11 Kasım 2017. Erişim tarihi: Mayıs 19, 2018 .
  11. ^ LLNL için beyinden ilham alan süper bilgisayar. 29 Mart 2016. Erişim tarihi: Mayıs 19, 2018 .
  12. ^ Brian Wang: ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı için sinirsel süper bilgisayar. 24 Haziran 2017. Erişim tarihi: Mayıs 19, 2018 .
  13. ^ AFRL, Nöromorfik Süper Bilgisayarın Gelişini Öngörüyor . In: SIGNAL Dergisi . 25 Ocak 2018 ( afcea.org [erişim tarihi 19 Mayıs 2018]).