Roadrunner fue una supercomputadora construida por IBM para el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México, EE. UU. El Roadrunner de US $ 100 millones fue diseñado para un rendimiento máximo de 1,7 petaflops . Logró 1.026 petaflops el 25 de mayo de 2008, para convertirse en el primer sistema TOP500 LINPACK sostenido de 1.0 petaflops del mundo. [2] [3]
Activo | En funcionamiento en 2008 Finalización definitiva en 2009 |
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Patrocinadores | IBM |
Operadores | Administración Nacional de Seguridad Nuclear |
Localización | Laboratorio Nacional Los Alamos |
Arquitectura | 12,960 CPU IBM PowerXCell 8i , 6480 procesadores AMD Opteron de doble núcleo, InfiniBand |
Energía | 2,35 MW |
Sistema operativo | Red Hat Enterprise Linux |
Espacio | 296 racks, 560 m 2 (6.000 pies cuadrados) |
Memoria | 103,6 TiB |
Almacenamiento | 1.000.000 TiB |
Velocidad | 1.042 petaFLOPS |
Costo | US $ 100 millones [1] (equivalente a $ 119 millones en 2019) |
Clasificación | TOP500 : 10, junio de 2011 |
Propósito | Modelando la descomposición del arsenal nuclear de EE. UU. |
Legado | Primer TOP500 Linpack sostenido 1.0 petaflops, 25 de mayo de 2008 |
Sitio web | www |
En noviembre de 2008, alcanzó un rendimiento máximo de 1.456 petaFLOPS , manteniendo su primer lugar en la lista TOP500 . [4] También fue la cuarta supercomputadora con mayor eficiencia energética del mundo en la lista Supermicro Green500, con una tasa de funcionamiento de 444,94 megaflops por vatio de potencia utilizado. El diseño híbrido del Roadrunner se reutilizó para varias otras supercomputadoras energéticamente eficientes. [5] Roadrunner fue dado de baja por Los Alamos el 31 de marzo de 2013. [6] En su lugar, Los Alamos encargó 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 6,480 AMD Opteron de doble núcleo [10] en servidores blade especialmente diseñados conectados por InfiniBand . El Roadrunner usó Red Hat Enterprise Linux junto con Fedora [11] como sus sistemas operativos, y fue administrado con el software de computación distribuida xCAT . También utilizó la implementación de Open MPI Message Passing Interface . [12]
Roadrunner ocupó aproximadamente 296 racks de servidores [13] que cubrían 560 metros cuadrados (6.000 pies cuadrados) [14] y comenzó a funcionar en 2008. Fue dado de baja el 31 de marzo de 2013. [13] El DOE usó la computadora para simular cómo envejecen los materiales nucleares. para predecir si el arsenal de armas nucleares envejecido de los Estados Unidos es seguro y confiable. Otros usos del Roadrunner incluyeron las industrias científica, financiera, automotriz y aeroespacial.
Diseño híbrido
Roadrunner se diferenciaba de otras supercomputadoras contemporáneas porque continuó con el enfoque híbrido [13] para el diseño de supercomputadoras introducido por Seymour Cray en 1964 con Control Data Corporation CDC 6600 y continuó con el orden de magnitud más rápido CDC 7600 en 1969. Sin embargo, en esta arquitectura el Los procesadores periféricos se utilizaron solo para las funciones del sistema operativo y todas las aplicaciones se ejecutaron en un procesador central. La mayoría de las supercomputadoras anteriores solo habían utilizado una arquitectura de 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 estar escrito especialmente para esta arquitectura híbrida. El diseño híbrido consistió en procesadores de servidor Opteron de doble núcleo fabricados por AMD utilizando la arquitectura estándar AMD64 . Adjunto a cada núcleo de Opteron hay un procesador PowerXCell 8i diseñado y fabricado por IBM. Como superordenador, el Roadrunner se consideraba un clúster de Opteron con aceleradores de celda, ya que cada nodo consta de una celda unida a un núcleo de Opteron y los Opteron entre sí. [15]
Desarrollo
Roadrunner estuvo en desarrollo desde 2002 y se puso en línea en 2006. Debido a su novedoso diseño y complejidad, se construyó en tres fases y entró en pleno funcionamiento en 2008. Su predecesora fue una máquina también desarrollada en Los Alamos llamada Dark Horse. [16] Esta máquina fue uno de los primeros sistemas de arquitectura híbrida originalmente basados en ARM y luego se trasladó al procesador Cell. Era un diseño completamente en 3D, su diseño integraba memoria 3D, redes, procesadores y una serie de otras tecnologías.
Fase 1
La primera fase del Roadrunner fue construir un clúster basado en Opteron estándar, mientras se evaluaba la viabilidad para construir y programar aún más la futura versión híbrida. Este Roadrunner de fase 1 alcanzó los 71 teraflops y estaba 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) incluyó la construcción de una pequeña versión híbrida del sistema terminado utilizando una versión anterior del procesador Cell. Esta fase se utilizó para construir aplicaciones prototipo para la arquitectura híbrida. Se puso en línea en enero de 2007.
Fase 3
El objetivo de la Fase 3 era alcanzar un rendimiento sostenido superior a 1 petaflops. Se agregaron al diseño nodos Opteron adicionales y nuevos procesadores PowerXCell. Estos procesadores PowerXCell son cinco veces más potentes que los procesadores Cell utilizados en la Fase 2. Se construyeron a escala completa en las instalaciones de IBM en Poughkeepsie, Nueva York , [1] donde rompió 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 utilizó dos modelos diferentes de procesadores. El primero es el AMD Opteron 2210 , que funciona a 1,8 GHz. Los opterones se utilizan tanto en los nodos computacionales que alimentan a las Células con datos útiles como en las operaciones del sistema y los nodos de comunicación que pasan datos entre los nodos informáticos y ayudan a los operadores que ejecutan el sistema. Roadrunner tiene un total de 6,912 procesadores Opteron con 6,480 usados para computación y 432 para operación. Los Opteron están conectados entre sí por enlaces HyperTransport . Cada Opteron tiene dos núcleos para un total de 13,824 núcleos.
El segundo procesador es el IBM PowerXCell 8i , que se ejecuta a 3,2 GHz. Estos procesadores tienen un núcleo de propósito general (PPE) y ocho núcleos de rendimiento especial (SPE) para operaciones de punto flotante . Roadrunner tiene un total de 12,960 procesadores PowerXCell, con 12,960 núcleos PPE y 103,680 núcleos SPE, para un total de 116,640 núcleos.
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 celular. [10]
Físicamente, un TriBlade consta de una hoja LS21 Opteron , una hoja de expansión y dos hojas QS22 Cell . El LS21 tiene dos Opteron de doble núcleo de 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 se ejecutan a 3,2 GHz y 8 GB de memoria, lo que genera 4 GB para cada CPU. La hoja de expansión conecta los dos QS22 a través de cuatro enlaces PCIe x8 al LS21, dos enlaces para cada QS22. También proporciona conectividad exterior a través de un adaptador InfiniBand 4x DDR. Esto hace un ancho total de cuatro ranuras para un solo TriBlade. Tres TriBlades encajan en un chasis BladeCenter H. La hoja de expansión está conectada a la hoja Opteron a través de HyperTransport.
Unidad conectada (CU)
Una unidad conectada es 60 BladeCenter H llena de TriBlades, es decir, 180 TriBlades. Todos los TriBlades están conectados 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 Opterons de doble núcleo con 2,88 TiB de RAM .
- 720 núcleos PowerXCell 8i con 2,88 TiB de RAM.
- 12 System x3755 con Ethernet dual de 10 GBit cada uno.
- Switch Voltaire ISR2012 de 288 puertos con 192 enlaces Infiniband 4x DDR (180 TriBlades y doce nodos de E / S).
Grupo de correcaminos
El grupo final está compuesto por 18 unidades conectadas, que están conectadas a través de ocho conmutadores Infiniband ISR2012 adicionales (segunda etapa). Cada CU está conectada a través de doce enlaces ascendentes para cada conmutador de segunda etapa, lo que hace un total de 96 conexiones de enlace ascendente. [10]
Información general del sistema: [10]
- 6480 procesadores Opteron con 51,8 TiB RAM (en 3240 blades LS21)
- 12,960 procesadores de celda con 51,8 TiB RAM (en 6,480 blades QS22)
- 216 nodos de E / S del sistema x3755
- 26 conmutadores DDR Infiniband 4x ISR2012 de 288 puertos
- 296 rejillas
- 2.345 MW de potencia [13]
Cerrar
IBM Roadrunner se cerró 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 entregó 444 megaflops por vatio frente a los 886 megaflops por vatio de una supercomputadora comparable. [17] Antes de que se desmantele la supercomputadora, los investigadores pasarán un mes realizando experimentos de enrutamiento de memoria y datos que ayudarán a diseñar futuras supercomputadoras. [13]
Después de que se desmantele IBM Roadrunner, la electrónica se triturará. [18] Los Alamos llevará a cabo la mayor parte de la destrucción de la supercomputadora, citando la naturaleza clasificada de sus cálculos. Algunas de sus partes se conservarán con fines históricos. [18]
Ver también
- Unidad Central de procesamiento
- Arquitectura de Computadores
- Ciencias de la Computación
- Informática
- Procesador multinúcleo
Referencias
- ^ a b c "Hoja informativa y antecedentes: Correcaminos rompe la barrera de Petaflop" . IBM. 9 de junio de 2008 . Consultado el 1 de abril de 2013 .
- ^ Gaudin, Sharon (9 de junio de 2008). "Roadrunner de IBM rompe la milla de supercomputación de 4 minutos" . Computerworld . Archivado desde el original el 24 de diciembre de 2008 . Consultado el 10 de junio de 2008 .
- ^ Fildes, Jonathan (9 de junio de 2008). "La supercomputadora marca el ritmo de petaflop" . BBC News . Consultado el 9 de junio de 2008 .
- ^ "Sitios de supercomputadoras TOP500" . top500.org . 11 de noviembre de 2008.
- ^ "La lista Green500 - junio de 2009" . El Green500 . Archivado desde el original el 12 de mayo de 2013 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
- ^ Montoya, Susan (30 de marzo de 2013). "Fin de la línea para el superordenador Roadrunner" . La Prensa Asociada. Archivado desde el original el 2 de abril de 2015.
- ^ "IBM construirá la primera supercomputadora basada en un motor de banda ancha celular del mundo" (Comunicado de prensa). IBM. 2006-09-06 . Consultado el 31 de mayo de 2008 .
- ^ "IBM seleccionada para construir una nueva supercomputadora DOE" (Comunicado de prensa). NNSA. 2006-09-06. Archivado desde el original el 18 de junio de 2008 . Consultado el 31 de mayo de 2008 .
- ^ "Conferencia internacional de supercomputación para albergar el primer panel de discusión sobre cómo romper la barrera de Petaflops" . TOP500 Sitios de supercomputación . 9 de junio de 2008. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2008 . Consultado el 11 de octubre de 2015 .
- ^ a b c d e f Koch, Ken (13 de marzo de 2008). "Descripción general de la plataforma Roadrunner" (PDF) . Laboratorio Nacional de Los Alamos . Consultado el 31 de mayo de 2008 .
- ^ Borrett, Ann (2007). "Roadrunner - Nodo híbrido integrado" (PDF) .
- ^ Squyres, Jeff. "Open MPI: 10 ^ 15 flops no pueden estar equivocados" (PDF) . Abra MPI . Consultado el 22 de noviembre de 2008 .
- ^ a b c d e f Brodkin, Jon. "La mejor supercomputadora del mundo de 2009 ahora está obsoleta, será desmantelada" . Ars Technica . Consultado el 31 de marzo de 2013 .
- ^ "La computadora de Los Alamos rompe la barrera del petaflop" . IBM. 2008-06-09 . Consultado el 12 de junio de 2008 .
- ^ Barker, Kevin J .; Davis, Kei; Hoisie, Adolfy; Kerbyson, Darren J .; Lang, Mike; Pakin, Scott; Sancho, José C. (2008). "Entrando en la era del petaflop: la arquitectura y el rendimiento de Roadrunner" (PDF) . Conferencia Internacional de Computación, Redes, Almacenamiento y Análisis de Alto Rendimiento : 1–11. doi : 10.1109 / SC.2008.5217926 . ISBN 978-1-4244-2834-2. Archivado desde el original (PDF) el 13 de agosto de 2011 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
- ^ Poole, Steve (septiembre de 2006). "DarkHorse: una propuesta de arquitectura PetaScale" (PDF) . Laboratorio Nacional de Los Alamos . Consultado el 11 de octubre de 2015 .
- ^ "Lista Top500 - noviembre de 2012" . TOP500 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
- ^ a b "La primera supercomputadora de petaescala del mundo se hará pedazos" . Ars Technica . Consultado el 1 de abril de 2013 .
enlaces externos
- "Página de inicio del Roadrunner del Laboratorio Nacional de Los Alamos" . Laboratorio Nacional de Los Alamos. 2007-03-30 . Consultado el 31 de mayo de 2008 .
- "En imágenes: una mirada al interior de lo que puede ser la supercomputadora más rápida del mundo" . Mundo de la informática. 2008-05-13. Archivado desde el original el 14 de marzo de 2012 . Consultado el 31 de mayo de 2008 .
- La computadora más rápida del mundo
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