ASCI Rojo

ASCI Red (también conocido como ASCI Option Red o TFLOPS ) fue el primer ordenador construido bajo la Iniciativa de Computación Estratégica Acelerada ( ASCI ), ^{[ 5 ] [ 6 ]} la iniciativa de supercomputación del gobierno de los Estados Unidos creada para ayudar al mantenimiento del arsenal nuclear de los Estados Unidos después de la moratoria de 1992 sobre las pruebas nucleares .

ASCI Red fue construido por Intel e instalado en los Laboratorios Nacionales Sandia a finales de 1996. Su diseño se basó en la computadora Intel Paragon . Se cumplieron los objetivos originales de entregar una máquina de teraflops reales para finales de 1996 que sería capaz de ejecutar una aplicación ASCI utilizando toda la memoria y los nodos para septiembre de 1997. ^{[ 7 ]} Fue utilizado por el gobierno de EE. UU. desde 1997 hasta 2005 y fue la supercomputadora más rápida del mundo hasta finales de 2000. ^{[ 4 ] [ 6 ]} Fue la primera máquina ASCI que adquirió el Departamento de Energía, ^{[ 6 ]} y también la primera supercomputadora en obtener una puntuación superior a un teraflop en el benchmark LINPACK , una prueba que mide la velocidad de cálculo de una computadora. Las actualizaciones posteriores de ASCI Red le permitieron alcanzar más de dos teraflops.

ASCI Red se ganó una reputación de fiabilidad que, según algunos veteranos, nunca ha sido superada. El director de Sandia, Bill Camp, afirmó que ASCI Red tenía la mejor fiabilidad de cualquier superordenador jamás construido y que “fue el punto álgido de la supercomputación en cuanto a longevidad, precio y rendimiento”. ^{[ 8 ]}

ASCI Red fue desmantelado en 2006. ^{[ 2 ]}

La supercomputadora ASCI Red era una computadora de paso de mensajes MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) de memoria distribuida. Su diseño proporcionaba un alto grado de escalabilidad para E/S, memoria, nodos de cómputo, capacidad de almacenamiento y comunicaciones; además, las interfaces paralelas estándar permitían portar aplicaciones paralelas a la máquina. La máquina estaba estructurada en cuatro particiones: Cómputo, Servicio, E/S y Sistema. Las aplicaciones paralelas se ejecutaban en la partición de Cómputo, que contenía nodos optimizados para el rendimiento de punto flotante. Los nodos de cómputo solo contaban con las características necesarias para un cálculo eficiente; no estaban destinados a servicios interactivos generales. La partición de Servicio proporcionaba un host integrado y escalable que admitía usuarios interactivos (sesiones de inicio de sesión), desarrollo de aplicaciones y administración del sistema. La partición de E/S admitía E/S de disco, un sistema de archivos paralelo escalable y servicios de red. La partición del Sistema admitía el arranque inicial y las capacidades de confiabilidad, disponibilidad y mantenimiento (RAS) del sistema. ^{[ 7 ]}

La partición de Servicio ayuda a integrar todas las diferentes partes de ASCI Red. Proporciona un host escalable para los usuarios y se utiliza para la administración general del sistema. ^{[ 1 ]} La partición de E/S proporciona un sistema de archivos y servicios de red, y la partición de Servicio está compuesta por las pantallas de inicio de sesión, herramientas para el desarrollo de aplicaciones y utilidades para conexiones de red. ^{[ 5 ]} La partición de Computación contiene nodos diseñados para el rendimiento de punto flotante. Aquí es donde se realiza la computación real. ^{[ 5 ]} Cada uno de los nodos de computación albergaba dos procesadores Pentium Pro  de 200 MHz , cada uno con una caché de nivel 1 de 16 KB y una caché de nivel 2 de 256 KB , que posteriormente se actualizaron a dos procesadores Pentium II OverDrive de 333 MHz , ^{[ 9 ]} cada uno con una caché de nivel 1 de 32 KB y una caché de nivel 2 de 512 KB . Según Intel , la computadora ASCI Red es también la primera supercomputadora a gran escala construida completamente con componentes comerciales comunes. ^{[ 10 ]} 

Todas las particiones de ASCI Red están interconectadas para formar una supercomputadora; sin embargo, ninguno de los nodos admite memoria compartida global . Cada nodo funciona en su propia memoria y comparte datos con los demás mediante el paso explícito de mensajes. ^{[ 11 ]}

El ordenador en sí ocupaba casi 150 m² (1600 pies cuadrados ⁾ de espacio , ^{[ 3 ]} y estaba compuesto por 104 "gabinetes". De esos gabinetes, 76 eran ordenadores (procesadores), 8 eran conmutadores y 20 eran discos. Tenía un total de 1212 GB de RAM y 9298 procesadores independientes. La máquina original utilizaba procesadores Intel Pentium Pro, cada uno con una frecuencia de reloj de 200 MHz. Estos se actualizaron posteriormente a procesadores Pentium II Xeon especialmente empaquetados, cada uno con una frecuencia de reloj de 333 MHz. En total, requería 850 kW de potencia (sin incluir el aire acondicionado). Lo que distingue a ASCI Option Red de todos sus predecesores en supercomputación es su alto ancho de banda de E/S . Los superordenadores anteriores tenían un rendimiento de varios GFLOPS , pero sus bajas velocidades de E/S ralentizaban o creaban cuellos de botella en los sistemas. El sistema de archivos paralelos ( PFS ) de Intel, con una capacidad de TFLOPS, es extremadamente eficiente y puede mantener velocidades de transferencia de hasta 1 GB/s, eliminando cuellos de botella. ^{[ 12 ]}    

En diciembre de 1996, tres cuartas partes de ASCI Red alcanzaron un récord mundial de 1,06 TFLOPS en MP LINPACK y mantuvieron el récord de la supercomputadora más rápida del mundo durante varios años consecutivos, llegando a un máximo de 2,38 TFLOPS después de una actualización de procesador y memoria en 1999. ^{[ 4 ] [ 7 ]} El sistema utilizó procesadores Pentium Pro cuando se construyó inicialmente y cuando registró un rendimiento superior a un TFLOPS. En esa configuración, cuando se construyó por completo, registró un rendimiento de 1,6 TFLOPS. Las actualizaciones posteriores en 1999, a procesadores Pentium II Xeon especialmente empaquetados, impulsaron el rendimiento a 3,1 TFLOPS. ^{[ 8 ]}

Las distintas particiones de ASCI Red se ejecutan en diferentes sistemas operativos . Por ejemplo, los usuarios del ordenador trabajan en un entorno llamado "Teraflops OS", un sistema operativo (antes llamado Paragon OS) que se desarrolló originalmente para el superordenador Intel Paragon XP/S . ^{​​[ 5 ]} La partición de computación de ASCI Red se ejecuta en un sistema operativo llamado Cougar. ^{[ 11 ]} Cougar es una colaboración entre Sandia Labs y la Universidad de Nuevo México; es un sistema operativo ligero basado en PUMA y SUNMOS , dos sistemas que también se diseñaron para su uso en el superordenador Paragon. ^{[ 11 ]} Consta de un núcleo ligero, el hilo de control de procesos y otras utilidades y bibliotecas. El núcleo Linux 2.4 se portó al sistema y se escribió un controlador CNIC personalizado, pero el pesado sistema operativo no tuvo un rendimiento tan bueno como el ligero núcleo Cougar en muchas pruebas de rendimiento. ^{[ 11 ]}