Anton es una supercomputadora masivamente paralela diseñada y construida por DE Shaw Research en Nueva York, que se ejecutó por primera vez en 2008. Es un sistema de propósito especial para simulaciones de dinámica molecular (MD) de proteínas y otras macromoléculas biológicas. Una máquina Anton consta de una cantidad sustancial de circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC), interconectados por una red de toro tridimensional especializada de alta velocidad . [1]
A diferencia de los sistemas anteriores de propósito especial para simulaciones de MD, como MDGRAPE-3 desarrollado por RIKEN en Japón, Anton ejecuta sus cálculos completamente en ASIC especializados, en lugar de dividir el cálculo entre ASIC especializados y procesadores de host de propósito general.
Cada Anton ASIC contiene dos subsistemas computacionales. La mayor parte del cálculo de las fuerzas electrostáticas y de van der Waals se realiza mediante el subsistema de interacción de alto rendimiento (HTIS). [2] Este subsistema contiene 32 módulos profundamente canalizados que funcionan a 800 MHz dispuestos de manera muy similar a una matriz sistólica . Los cálculos restantes, incluidas las fuerzas de enlace y las transformadas rápidas de Fourier (utilizadas para la electrostática de largo alcance), son realizados por el subsistema flexible. Este subsistema contiene cuatro núcleos Tensilica de uso general (cada uno con memoria caché y memoria virtual) y ocho núcleos SIMD especializados pero programables llamados núcleos geométricos. El subsistema flexible funciona a 400 MHz. [3]
La red de Anton es un toro 3D y, por lo tanto, cada chip tiene 6 enlaces entre nodos con un ancho de banda total de entrada + salida de 607,2 Gbit / s. Un enlace entre nodos se compone de dos enlaces unidireccionales iguales (uno que viaja en cada dirección), y cada enlace unidireccional tiene 50,6 Gbit / s de ancho de banda. Cada enlace unidireccional se compone de 11 carriles, donde un carril es un par diferencial de cables que señalan a 4,6 Gbit / s. La latencia por salto en la red de Anton es de 50 ns. Cada ASIC también está conectado a su propio banco de DRAM, lo que permite grandes simulaciones. [4]
El rendimiento de una máquina Anton de 512 nodos es de más de 17.000 nanosegundos de tiempo simulado por día para un sistema proteína-agua que consta de 23.558 átomos. [5] En comparación, los códigos MD que se ejecutan en computadoras paralelas de uso general con cientos o miles de núcleos de procesador logran tasas de simulación de hasta unos pocos cientos de nanosegundos por día en el mismo sistema químico. La primera máquina Anton de 512 nodos entró en funcionamiento en octubre de 2008. [6] El proyecto de computación distribuida de múltiples petaFLOP , [7] Folding @ home ha logrado escalas de tiempo de simulación de conjunto agregadas similares, comparables al tiempo total de una única simulación continua en Anton , alcanzando específicamente el rango de 1,5 milisegundos en enero de 2010. [8]
La supercomputadora Anton lleva el nombre de Anton van Leeuwenhoek , [9] a quien a menudo se lo conoce como "el padre de la microscopía " porque construyó instrumentos ópticos de alta precisión y los usó para visualizar una amplia variedad de organismos y tipos de células por primera vez. .
Se ha descrito la máquina ANTON 2 con cuatro 512 nodos y su velocidad y tamaño de problema sustancialmente aumentados. [10]
Los Institutos Nacionales de Salud han apoyado un ANTON para la comunidad de investigación biomédica en el Centro de Supercomputación de Pittsburgh, Universidad Carnegie-Mellon, y actualmente (20/8) continúa con un sistema ANTON2.
Ver también
Referencias
- ^ David E. Shaw; Martin M. Deneroff; Ron O. Dror; Jeffrey S. Kuskin; Richard H. Larson; John K. Salmon; Cliff Young; Brannon Batson; Kevin J. Bowers; Jack C. Chao; Michael P. Eastwood; Joseph Gagliardo; JP Grossman; C. Richard Ho; Douglas J. Ierardi; István Kolossváry; John L. Klepeis; Timothy Layman; Christine McLeavey; Mark A. Moraes; Rolf Mueller; Edward C. Priest; Yibing Shan; Jochen Spengler; Michael Theobald; Brian Towles; Stanley C. Wang (julio de 2008). Anton, una máquina de propósito especial para la simulación de dinámica molecular . Comunicaciones de la ACM . 51 . ACM . págs. 91–97. doi : 10.1145 / 1364782.1364802 . ISBN 978-1-59593-706-3. S2CID 52827083 . (Artículo relacionado publicado en Proceedings of the 34th Annual International Symposium on Computer Architecture (ISCA '07), San Diego, California, 9 al 13 de junio de 2007).
- ^ Richard H. Larson; John K. Salmon; Ron O. Dror; Martin M. Deneroff; Cliff Young; JP Grossman; Yibing Shan; John L. Klepeis; David E. Shaw (2009). Interacciones de puntos por pares de alto rendimiento en Anton, una máquina especializada para simulación de dinámica molecular (PDF) . Actas del 14º Simposio Internacional Anual sobre Arquitectura de Computadoras de Alto Rendimiento (HPCA '08), Salt Lake City, Utah, 16-20 de febrero de 2008 . IEEE . ISBN 978-1-4244-2070-4. Archivado desde el original (PDF) el 5 de junio de 2011 . Consultado el 13 de enero de 2009 .
- ^ Jeffrey S. Kuskin; Cliff Young; JP Grossman; Brannon Batson; Martin M. Deneroff; Ron O. Dror; David E. Shaw (2009). Incorporación de la flexibilidad en Anton, una máquina especializada para simulación de dinámica molecular (PDF) . Actas del 14º Simposio Internacional Anual sobre Arquitectura de Computadoras de Alto Rendimiento (HPCA '08), Salt Lake City, Utah, 16-20 de febrero de 2008 . IEEE . ISBN 978-1-4244-2070-4. Archivado desde el original (PDF) el 4 de diciembre de 2008 . Consultado el 13 de enero de 2009 .
- ^ Cliff Young; Ron O. Dror; JP Grossman; John K. Salmon; Shaw, David E .; Joseph A. Bank; et al. (2009). Una FFT 3D de 32x32x32 distribuida espacialmente en cuatro microsegundos en Anton . SC '09: Actas de la Conferencia sobre Redes, Almacenamiento y Análisis de Computación de Alto Rendimiento. Portland, Oregón . Nueva York, NY: ACM . págs. 1-11. doi : 10.1145 / 1654059.1654083 . ISBN 978-1-60558-744-8. S2CID 5611246 .
- ^ "Recurso nacional de supercomputación biomédica" . Archivado desde el original el 23 de mayo de 2010 . Consultado el 14 de mayo de 2010 .
- ^ David E. Shaw; Ron O. Dror; John K. Salmon; JP Grossman; Kenneth M. Mackenzie; Joseph A. Bank; Cliff Young; Martin M. Deneroff; Brannon Batson; Kevin J. Bowers; Edmond Chow; Michael P. Eastwood; Douglas J. Ierardi; John L. Klepeis; Jeffrey S. Kuskin; Richard H. Larson; Kresten Lindorff-Larsen; Paul Maragakis; Mark A. Moraes; Stefano Piana; Yibing Shan; Brian Towles (2009). Simulaciones de dinámica molecular a escala de milisegundos en Anton (Portland, Oregón) . Actas de la Conferencia ACM / IEEE sobre Supercomputación (SC09) . Nueva York, NY, EE.UU .: ACM . págs. 1-11. doi : 10.1145 / 1654059.1654099 . ISBN 978-1-60558-744-8. S2CID 4390504 .
- ^ Pande Group (marzo de 2017). "Estadísticas de clientes por SO" . Universidad de Stanford . Consultado el 3 de febrero de 2012 .
- ^ Vijay Pande (17 de enero de 2010). "Folding @ home: documento n. ° 72: nuevo resultado importante para Folding @ home: simulación de la escala de tiempo de milisegundos" . Consultado el 22 de septiembre de 2011 .
- ^ John Markoff (8 de julio de 2008). "Dispositivo hercúleo para misterios moleculares" . The New York Times . Consultado el 25 de abril de 2010 .
- ^ Shaw, David E; Grossman, JP; Bank, Joseph; A Batson, Brannon; Butts, J Adam; Chao, Jack C; Deneroff, Martin M; Dror, Ron O; Incluso, Amos (2014). Anton 2: Elevando el nivel de rendimiento y capacidad de programación en una supercomputadora de dinámica molecular de propósito especial . Actas de la Conferencia Internacional de Computación, Redes, Almacenamiento y Análisis de Alto Rendimiento . Nueva Orleans, LA: ACM . págs. 41–53. doi : 10.1109 / SC.2014.9 . ISBN 978-1-4799-5499-5. S2CID 3354876 .
enlaces externos
- Sitio web de DE Shaw Research