Темеров Т. В.
Студент, ХГУ им. Н.Ф. Катанова, Россия, г. Абакан
ОБЗОР РОССИЙСКИЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ СОВРЕМЕННЫХ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ
Аннотация
В статье рассматривается наличие и возможности отечественных производителей высокопроизводительных компьютеров, а так же основные разработки в области.
Ключевые слова: высокопроизводительные компьютеры, суперкомпьютеры, российские производители высокопроизводительных компьютеров
Keywords: high-performance computers, supercomputers, Russian manufacturers of high-performance computers
Научный руководитель Голубничий А. А.
Старший преподаватель кафедры ПОВТиАС,
ХГУ им. Н.Ф. Катанова, Россия, г. Абакан
Высокопроизводительные компьютеры являются наиболее оптимальным вариантом для решения многочисленных вычислительных задач, они значительно превосходят по скорости и техническим параметрам большинство существующих компьютеров. Их используют для ускорения и удешевления исследований и разработок. На них рассчитывают свойства лекарств и различных новых материалов, предсказывают землетрясения, моделируют климат. Наибольшее количество суперкомпьютеров разработано в Китае и США. В России данные технологии только набирают обороты, но уже достигают определенных положительных результатов: [1].
Давайте рассмотрим наиболее ярких производителей современных высокопроизводительных компьютеров нашей страны.
1 «Т-Платформ»
«Т-Платформы» — крупнейший российский холдинг, оказывающий полный комплекс услуг в области высокопроизводительных вычислений: от экспертных расчетов любой сложности до создания мощнейших суперкомпьютерных центров.
Высокопроизводительная продукция компании подразделяются на 2 класса:
A-Class — это суперкомпьютерное семейство для ведущих научно-исследовательских центров и лабораторий, предпочитающих использовать сверхпроизводительные гетерогенные вычислительные комплексы с максимальной масштабируемостью и вычислительной плотностью.
В специализированном шасси A-Class размещается 256 вычислительных узлов с пиковой производительностью 4 Петафлопс и встроена вся сетевая инфраструктура.
Каждый вычислительный узел содержит процессор Intel® Xeon® Scalable и два ускорителя NVIDIA Tesla™. Производительность суперкомпьютера масштабируется до 786 петафлопс за счёт объединения 192 шасси.
V-Class — поколение масштабируемых блейд-серверов, зарекомендовавших себя в качестве уникально гибкой и экономичной основы для строительства суперкомпьютеров и серверных ферм. Обновлённый V-Class отличает 4-кратный рост производительности благодаря применению новейших процессоров семейства Intel® Xeon® Scalable, 3-кратное увеличение объёма памяти, более гибкая дисковая подсистема и улучшенная расширяемость. Новая архитектура и дополнительные возможности управления позволяют успешно применять V-Class не только в суперкомпьютерных и сервисных ЦОД, но и для строительства корпоративных дата-центров.
Серверы V-Class одинарной (V220S) и двойной (V220F) толщины позволяют установить по 2 процессора Intel® Xeon® Scalable с теплопакетом до 165 Вт, до 24 модулей памяти DDR4, а также более десятка дополнительных оригинальных карт расширения, которые обеспечивают уникальную гибкость подсистем нового V-Class.
На счету компании более 100 реализованных крупных проектов, среди которых:
Суперкомпьютер «Ломоносов-2» — самый мощный суперкомпьютер России и Восточной Европы пиковая производительность которого на данном этапе составляет 2,57 петафлопс — установлен в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. По завершении тестирования, система попала на 22-е место списка мирового суперкомпьютерного рейтинга ТOP500 с реальной производительностью 1,84 петафлопс.
Супер компьютер «JUROPA-3» – Первый крупный суперкомпьютер российского производства, установленный за границей, в Германии.
Суперкомпьютер Росгидромета занимает второе место в рейтинге Топ50 самых мощных суперкомпьютеров СНГ:[2; 3].
2 Группа компании РСК
Группа компаний РСК — ведущий в России и СНГ разработчик и интегратор «полного цикла» решений нового поколения для сегмента высокопроизводительных вычислений (HPC) и центров обработки данных (ЦОД) на основе архитектур корпорации Intel, а также целого ряда собственных ноу-хау. Существующий потенциал компании позволяет создавать самые энергоэффективные решения с рекордным показателем эффективности использования электроэнергии, реализовать самую высокую вычислительную плотность в индустрии, использовать полностью «зеленый» дизайн, обеспечить высочайшую надежность решения, полную бесшумность работы вычислительных модулей, 100% совместимость и гарантированную масштабируемость, при этом достигается беспрецедентно низкая стоимость владения и невысокий уровень энергопотребления.
РСК является партнером корпорации Intel в программах Intel® Technology Provider Program высшего уровня Platinum и Intel® Fabric Builders Program: [4].
Группа компаний РСК разработала и внедрила в эксплуатацию один из самых высокопроизводительных суперкомпьютеров в СНГ. Суперкомпьютер расположен в Межведомственном Суперкомпьютерном Центре РАН, состоящий из 208 вычислительных узлов на базе инновационной архитектуры «РСК Торнадо» с жидкостным охлаждением, самых высокопроизводительных моделей процессоров Intel® Xeon® E5-2690 и новейших сопроцессоров Intel® Xeon Phi™, серверных плат Intel® S2600JF и твердотельных дисков Intel® SSD. Вычислительное поле прототипа состоит из 3328 вычислительных ядер процессоров Intel® Xeon® E5-2690 и 25376 ядер сопроцессоров Intel Xeon Phi SE10X. В каждом узле обеспечивается поддержка большого объема энергоэффективной оперативной памяти – 64 ГБ, что составляет 4 ГБ на каждое вычислительное ядро и суммарно 13 ТБ ОЗУ для всей системы. Высокоскоростная сеть передачи данных основана на передовой технологии FDR Infiniband (56 Гбит/с). Применение передового метода жидкостного охлаждения позволяет обеспечить столь высокую производительность, а также значительно повысить отказоустойчивость и энергоэффективность: [5].
3 АО «НИЦЭВТ»
АО «НИЦЭВТ» (Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники) – один из локомотивов российских суперкомпьютерных технологий и разработчик первого российского серийного высокоскоростного интерконнекта Ангара. В сферу компетенций АО «НИЦЭВТ» входят разработка вычислительных систем, системного и прикладного программного обеспечения, информационно-аналитических систем, исследования в области искусственного интеллекта и обработки больших графов.
АО «НИЦЭВТ» является одним из ведущих разработчиков перспективных отечественных суперкомпьютерных технологий (СКТ) в России и членом «Национальной суперкомпьютерной технологической платформы» (НСТП).
Разработанные на предприятии высокопроизводительная вычислительная платформа ЕС1740.000x и высокоскоростной интерконнект на базе СБИС ЕС8430, являются ключевыми элементами для создания суперкомпьютеров и серверов для различных применений.
Основные виды продукции по направлению суперкомпьютерных технологий:
- Коммуникационное оборудование на основе СБИС маршрутизатора EC8430 для организации высокоскоростных отказоустойчивых сетей в высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных системах;
- Высокопроизводительные вычислительные для многопроцессорных вычислительных систем.
- Функционально законченные высокопроизводительные многопроцессорные вычислительные системы,
- Услуги по разработке и адаптации программного обеспечения под конкретные реализации высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных систем, разработка оптимизированных библиотек.
Высокопроизводительная вычислительная платформа Ангара – базовый элемент для построения энергоэффективных масштабируемых вычислительных кластеров и суперкомпьютеров с высокой плотностью компоновки. Платформы серии ЕС1740.000х разработаны в России и серийно выпускаются на производственных мощностях АО «НИЦЭВТ».
Области применения:
- Высокопроизводительные вычисления (HPC),
- Big Data или Большие данные,
- Центры обработки данных (ЦОД),
Особенности:
- Интегрированные высокоскоростные сети Ангара, 10G Ethernet,
- Собственная базовая система ввода-вывода,
- Различные варианты исполнения системы охлаждения (воздушная, жидкостная, погружная, гибридная),
- Высокая плотность компоновки (до 64 ядер на узел),
- Поддержка ОС на базе ядра Linux / Windows:[6].
“Ангара” способна объединять в единую суперкомпьютерную сеть от нескольких единиц до десятков тысяч вычислительных машин. Оборудование позволяет любому предприятию или научному учреждению создать собственный вычислительный кластер для сложных научных и промышленных расчетов, центров обработки и хранения данных.
4 «ИММЕРС»
Разработчик проектов и поставщик услуг в области высокопроизводительных вычислений, работающий на рынке России. Иммерс предоставляет полный комплекс решений, сервисов и компонентов для создания и обслуживания вычислительных кластеров от настольного суперкомпьютера и компактных решений для рабочих групп до центра обработки данных.
IMMERS 8 R6 — это пятое поколение суперкомпьютеров производства российской компании ИММЕРС.
Каждая система в гетерогенной конфигурации (CPU+GPU) имеет расчетную пиковую производительность до 122,5 Tфлопс.
Модульный шкаф IMMERS 8 R6. В состав шкафа входит базовое шасси с непосредственным жидкостным охлаждением изготовленное из алюминиевого сплава, конструктив обеспечивает полную герметичность. Шасси заполняется специализированной диэлектрической жидкостью, в которую погружаются вычислительные узлы, коммутаторы, системы хранения и другая сопутствующая электроника.
Вычислительные узлы могут компоноваться центральными процессорами Intel® или AMD®, а также дополнительно могут быть установлены графические ускорители Intel®, nVIDIA® или AMD®. Существует возможность комбинировать любые варианты вычислительных узлов в масштабах одной системы.
В шасси вычислительной системы устанавливается до 8 2-х процессорных вычислительных узлов, имеющих объединенную систему управления и мониторинга. Конструктив выполнен таким образом, что установка и извлечение узлов производится без остановки остального оборудования, установленного внутри шасси.
Вычислительные узлы в модулях могут быть собраны с использованием процессоров как компании Intel®, так и компании AMD®. Возможно также использование процессоров Эльбрус:[7].
В России несмотря на небольшое количество имеются производители современных высокопроизводительных компьютеров и их комплектующих, все же ведется активная работа по ведению современных высокопроизводительных разработок, и уже имеются определенные достижения даже на мировой арене,
Некоторые отечественные супер компьютеры, такие в особенности, как семейство «Ломоносов-2» находятся в 1й сотне самых высокопроизводительных компьютеров в мире, что может говорить нам о том, что индустрия развивается не только за рубежом.
Однако многие важные комплектующие для создания компьютеров, такие, как процессоры, видеокарты и другое – являются зарубежными, что делает отечественный продукт не совсем самобытным.
Литература
- TOP 500 LIST [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.top500.org/lists/2016/11/ (дата обращения 14.06.2019);
- Официальный сайт компании «Т-Платформ» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.t-platforms.ru/projects/superkompyuter-jureca/ (дата обращения 14.06.2019);
- Суперкомпьютеры TOP 50 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://top50.supercomputers.ru/newsfeed (дата обращения 14.06.2019);
- Кластерная архитектура РСК Торнадо [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://clck.ru/GdeA4 (дата обращения 14.06.2019);
- Журнал «Современные технологии автоматизации» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.cta.ru/news/478582.htm (дата обращения 14.06.2019);
- Официальный сайт компании НИЦЕВТ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.nicevt.ru (дата обращения 14.06.2019);
- Официальный сайт компании ИММЕРС [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.immers.ru (дата обращения 14.06.2019);