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Articulo de referencia

Correcaminos (supercomputadora)

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Roadrunner fue una supercomputadora construida por IBM para el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México, EE. UU. Con un costo de US$100 millones, Roadrunner fue diseñada para un rendimiento máximo de 1,7 petaflops . El 25 de mayo de 2008 alcanzó 1,026 petaflops, convirtiéndose en el primer sistema TOP500 LINPACK del mundo en alcanzar un rendimiento sostenido de 1,0 petaflops. [ 2 ] [ 3 ]

En noviembre de 2008, alcanzó un rendimiento máximo de 1,456 petaFLOPS , manteniendo su primer puesto en la lista TOP500 . [ 4 ] También fue la cuarta supercomputadora más eficiente energéticamente del mundo en la lista Supermicro Green500, con una tasa operativa de 444,94 megaflops por vatio de potencia utilizada. El diseño híbrido de Roadrunner se reutilizó posteriormente para varias otras supercomputadoras energéticamente eficientes. [ 5 ] Roadrunner fue desmantelada por Los Alamos el 31 de marzo de 2013. [ 6 ] En su lugar, Los Alamos puso en marcha una supercomputadora llamada Cielo , que se instaló en 2010.

Descripción general

IBM construyó la computadora para la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA) del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE). [ 7 ] [ 8 ] Era un diseño híbrido con 12 960 procesadores IBM PowerXCell 8i [ 9 ] y 6480 procesadores AMD Opteron de doble núcleo [ 10 ] en servidores blade especialmente diseñados conectados por InfiniBand . El Roadrunner usaba Red Hat Enterprise Linux junto con Fedora [ 11 ] como sistemas operativos, y se administraba con el software de computación distribuida xCAT . También usaba la implementación de la interfaz de paso de mensajes Open MPI . [ 12 ]

Roadrunner ocupaba aproximadamente 296 racks de servidores [ 13 ] que cubrían 560 metros cuadrados (6000 pies cuadrados ) [ 14 ] y entró en funcionamiento en 2008. Fue desmantelado el 31 de marzo de 2013. [ 13 ] El Departamento de Energía (DOE) utilizó la computadora para simular cómo envejecen los materiales nucleares con el fin de predecir si el arsenal de armas nucleares de Estados Unidos, que está envejeciendo, es seguro y fiable. Otros usos de Roadrunner incluyeron las industrias científica, financiera, automotriz y aeroespacial.  

Diseño híbrido

Roadrunner se diferenciaba de otras supercomputadoras contemporáneas porque continuaba el enfoque híbrido [ 13 ] para el diseño de supercomputadoras introducido por Seymour Cray en 1964 con la Control Data Corporation CDC 6600 y continuado con la CDC 7600 , un orden de magnitud más rápida, en 1969. Sin embargo, en esta arquitectura los procesadores periféricos se usaban solo para funciones del sistema operativo y todas las aplicaciones se ejecutaban en el procesador central. La mayoría de las supercomputadoras anteriores solo habían usado una arquitectura de un solo procesador, ya que se pensaba que era más fácil de diseñar y programar. Para aprovechar todo el potencial de Roadrunner, todo el software tuvo que escribirse específicamente para esta arquitectura híbrida. El diseño híbrido consistía en procesadores de servidor Opteron de doble núcleo fabricados por AMD usando la arquitectura estándar AMD64 . A cada núcleo Opteron se le conectaba un procesador PowerXCell 8i diseñado y fabricado por IBM . Como supercomputadora, Roadrunner fue considerada un clúster Opteron con aceleradores Cell, ya que cada nodo consta de una Cell conectada a un núcleo Opteron y los Opterons entre sí. [ 15 ]

Ingenieros y analistas de IBM posan frente a una pequeña parte de la supercomputadora Roadrunner.

Desarrollo

Roadrunner estuvo en desarrollo desde 2002 y entró en funcionamiento en 2006. Debido a su diseño innovador y su complejidad, se construyó en tres fases y se puso en pleno funcionamiento en 2008. Su predecesor fue una máquina también desarrollada en Los Alamos llamada Dark Horse. [ 16 ] Esta máquina fue uno de los primeros sistemas de arquitectura híbrida, originalmente basado en ARM y posteriormente en el procesador Cell. Su diseño era completamente tridimensional e integraba memoria 3D, redes, procesadores y otras tecnologías.

Fase 1

La primera fase del Roadrunner consistió en la construcción de un clúster estándar basado en Opteron, mientras se evaluaba la viabilidad de construir y programar la futura versión híbrida. Esta primera fase del Roadrunner alcanzó los 71 teraflops y estuvo en pleno funcionamiento en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en 2006.

Fase 2

La fase 2, conocida como AAIS (Sistema Inicial de Arquitectura Avanzada), consistió en la construcción de una pequeña versión híbrida del sistema final utilizando una versión anterior del procesador Cell. Esta fase se empleó para desarrollar prototipos de aplicaciones para la arquitectura híbrida. Entró en funcionamiento en enero de 2007.

Fase 3

El Roadrunner fue sometido a pruebas del sistema en Poughkeepsie en junio de 2008.

El objetivo de la Fase 3 era alcanzar un rendimiento sostenido superior a 1 petaflops. Se añadieron nodos Opteron adicionales y nuevos procesadores PowerXCell al diseño. Estos procesadores PowerXCell son cinco veces más potentes que los procesadores Cell utilizados en la Fase 2. Se construyó a escala completa en las instalaciones de IBM en Poughkeepsie, Nueva York , [ 1 ] donde superó la barrera de 1 petaflops durante su cuarto intento el 25 de mayo de 2008. El sistema completo se trasladó a su ubicación permanente en Nuevo México en el verano de 2008. [ 1 ]

Especificaciones técnicas

Procesadores

Roadrunner utilizaba dos modelos diferentes de procesadores. El primero era el AMD Opteron 2210 , que funcionaba a 1,8  GHz. Los Opteron se utilizaban tanto en los nodos de computación que alimentaban las celdas con datos útiles como en los nodos de operaciones y comunicación del sistema, que transferían datos entre los nodos de computación y ayudaban a los operadores que gestionaban el sistema. Roadrunner contaba con un total de 6912 procesadores Opteron, de los cuales 6480 se utilizaban para computación y 432 para operaciones. Los Opteron estaban conectados entre sí mediante enlaces HyperTransport . Cada Opteron tenía dos núcleos, para un total de 13 824 núcleos.

El segundo procesador es el IBM PowerXCell 8i , que funciona a 3,2  GHz. Estos procesadores cuentan con un núcleo de propósito general (PPE) y ocho núcleos de rendimiento especial (SPE) para operaciones de coma flotante . Roadrunner dispone de un total de 12 960 procesadores PowerXCell, con 12 960 núcleos PPE y 103 680 núcleos SPE, lo que suma un total de 116 640 núcleos.

TriBlade

Descripción esquemática del módulo TriBlade.

Lógicamente, un TriBlade consta de dos Opteron de doble núcleo con 16 GB de RAM y cuatro CPU PowerXCell 8i con 16 GB de RAM Cell. [ 10 ]

Físicamente, un TriBlade consta de un blade LS21 Opteron , un blade de expansión y dos blades QS22 Cell . El LS21 tiene dos Opteron de doble núcleo a 1,8 GHz con 16 GB de memoria para todo el blade, lo que proporciona 8 GB para cada CPU. Cada QS22 tiene dos CPU PowerXCell 8i, que funcionan a 3,2 GHz y 8 GB de memoria, lo que da 4 GB para cada CPU. El blade de expansión conecta los dos QS22 a través de cuatro enlaces PCIe x8 al LS21, dos enlaces para cada QS22. También proporciona conectividad externa a través de un adaptador InfiniBand 4x DDR. Esto hace un ancho total de cuatro ranuras para un solo TriBlade. Tres TriBlades caben en un chasis BladeCenter H. El blade de expansión se conecta al blade Opteron a través de HyperTransport.  

Unidad conectada (UC)

Una Unidad Conectada es un BladeCenter H de 60 unidades TriBlade, es decir, 180 unidades TriBlade. Todas las unidades TriBlade están conectadas a un conmutador Infiniband Voltaire ISR2012 de 288 puertos. Cada CU también tiene acceso al sistema de archivos Panasas a través de doce servidores System x3755 . [ 10 ]

Información del sistema CU: [ 10 ]

  • 360 procesadores Opteron de doble núcleo con 2,88 TiB de RAM .
  • 720 núcleos PowerXCell 8i con 2,88 TiB de RAM.
  • 12 sistemas x3755 con doble puerto Ethernet de 10 Gbit cada uno.
  • Conmutador Voltaire ISR2012 de 288 puertos con 192 enlaces Infiniband 4x DDR (180 TriBlades y doce nodos de E/S).

grupo de corredores

Esquema general de la composición por niveles del clúster de supercomputadoras Roadrunner.

El clúster final está compuesto por 18 unidades conectadas, que a su vez están conectadas mediante ocho conmutadores Infiniband ISR2012 adicionales (de segunda etapa). Cada CU está conectada a través de doce enlaces ascendentes para cada conmutador de segunda etapa, lo que da un total de 96 conexiones de enlace ascendente. [ 10 ]

Información general del sistema: [ 10 ]

  • 6.480 procesadores Opteron con 51,8 TiB de RAM (en 3.240 módulos LS21)
  • 12.960 procesadores Cell con 51,8 TiB de RAM (en 6.480 módulos QS22)
  • 216 nodos de E/S del sistema x3755
  • 26 conmutadores Infiniband 4x DDR ISR2012 de 288 puertos
  • 296 estantes
  • 2,345 MW de potencia [ 13 ]

Cerrar

El IBM Roadrunner fue desactivado el 31 de marzo de 2013. [ 13 ] Si bien la supercomputadora era una de las más rápidas del mundo, su eficiencia energética era relativamente baja. Roadrunner ofrecía 444 megaflops por vatio, frente a los 886 megaflops por vatio de una supercomputadora comparable. [ 17 ] Antes de que la supercomputadora sea desmantelada, los investigadores dedicarán un mes a realizar experimentos de enrutamiento de memoria y datos que ayudarán en el diseño de futuras supercomputadoras. [ 13 ]

Tras el desmantelamiento de IBM Roadrunner, los componentes electrónicos serán triturados. [ 18 ] Los Alamos llevará a cabo la mayor parte de la destrucción de la supercomputadora, alegando la naturaleza clasificada de sus cálculos. Algunas de sus partes se conservarán con fines históricos. [ 18 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 "Hoja informativa y antecedentes: Roadrunner rompe la barrera del petaflop" . IBM. 9 de junio de 2008. Recuperado el 1 de abril de 2013 .{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  2. ↑ Gaudin, Sharon (09/06/2008). "El Roadrunner de IBM rompe el récord de 4 minutos en la milla de supercomputación" . Computerworld . Archivado del original el 24/12/2008 . Recuperado el 10/06/2008 .
  3. ↑ Fildes, Jonathan (09/06/2008). "Supercomputadora alcanza el ritmo de los petaflops" . BBC News . Archivado del original el 04/01/2009 . Consultado el 09/06/2008 .
  4. ↑ "TOP500 Sitios de supercomputadoras" . top500.org . 11 de noviembre de 2008. Archivado del original el 6 de septiembre de 2018. Consultado el 22 de junio de 2009 .
  5. ↑ "La lista Green500 — junio de 2009" . The Green500 . Archivado del original el 12 de mayo de 2013. Consultado el 2 de abril de 2013 . 
  6. ↑ Montoya, Susan (30 de marzo de 2013). "Fin de la era de la supercomputadora Roadrunner" . The Associated Press. Archivado del original el 2 de abril de 2015.
  7. ↑ "IBM construirá la primera supercomputadora del mundo basada en Cell Broadband Engine" (Comunicado de prensa). IBM. 6 de septiembre de 2006. Archivado del original el 24 de febrero de 2007. Consultado el 31 de mayo de 2008 .
  8. ↑ "IBM seleccionada para construir la nueva supercomputadora del DOE" (Comunicado de prensa). NNSA. 6 de septiembre de 2006. Archivado del original el 18 de junio de 2008. Consultado el 31 de mayo de 2008 .
  9. ↑ "Conferencia Internacional de Supercomputación organizará el primer panel de discusión sobre cómo superar la barrera de los petaflops" . TOP500 Sitios de Supercomputación . 9 de junio de 2008. Archivado del original el 11 de octubre de 2008. Consultado el 11 de octubre de 2015 .
  10. 1 2 3 4 5 6 Koch, Ken (2008-03-13). "Descripción general de la plataforma Roadrunner" (PDF) . Laboratorio Nacional de Los Alamos. Archivado (PDF) del original el 23-10-2013 . Recuperado el 31-05-2008 .
  11. ↑ Borrett, Ann (2007). "Roadrunner - Nodo híbrido integrado" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 10 de octubre de 2008. Consultado el 30 de junio de 2009 .
  12. ↑ Squyres, Jeff. "Open MPI: 10^15 Flops no pueden estar equivocados" (PDF) . Open MPI. Archivado (PDF) del original el 23 de febrero de 2021. Recuperado el 22 de noviembre de 2008 .
  13. 1 2 3 4 5 6 Brodkin, Jon (31 de marzo de 2013). "La supercomputadora más potente del mundo de 2009 ahora está obsoleta y será desmantelada" . Ars Technica. Archivado del original el 31 de marzo de 2013. Recuperado el 31 de marzo de 2013 .
  14. ↑ "La computadora de Los Alamos rompe la barrera del petaflop" . IBM. 9 de junio de 2008. Archivado del original el 28 de julio de 2011. Consultado el 12 de junio de 2008 .
  15. ↑ Barker, Kevin J.; Davis, Kei; Hoisie, Adolfy; Kerbyson, Darren J.; Lang, Mike; Pakin, Scott; Sancho, Jose C. (2008). "Entrando en la era del petaflop: La arquitectura y el rendimiento de Roadrunner" (PDF) . 2008 SC - Conferencia Internacional de Computación de Alto Rendimiento, Redes, Almacenamiento y Análisis . pp. 1–11 . doi : 10.1109/SC.2008.5217926 . ISBN  978-1-4244-2834-2. S2CID 7844349 . Archivado del original (PDF) el 13-08-2011 . Recuperado el 02-04-2013 . 
  16. ↑ Poole, Steve (septiembre de 2006). "DarkHorse: una arquitectura petaescala propuesta" (PDF) . Laboratorio Nacional de Los Alamos . Archivado (PDF) del original el 22 de octubre de 2021. Recuperado el 11 de octubre de 2015 .
  17. ↑ "Lista Top500 - Noviembre de 2012" . TOP500 . Archivado del original el 26 de agosto de 2013. Consultado el 2 de abril de 2013 .
  18. 1 2 "La primera supercomputadora de petaescala del mundo será desmantelada" . Ars Technica. Abril de 2013. Archivado del original el 3 de abril de 2013. Recuperado el 1 de abril de 2013 .
  • "Página principal del Roadrunner del Laboratorio Nacional de Los Alamos" . Laboratorio Nacional de Los Alamos. 30 de marzo de 2007. Consultado el 31 de mayo de 2008 .
  • "En imágenes: Un vistazo al interior de la que podría ser la supercomputadora más rápida del mundo" . Computerworld. 13 de mayo de 2008. Archivado del original el 12 de junio de 2012. Consultado el 31 de mayo de 2008 .
  • La computadora más rápida del mundo
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