Pléyades ( / p l aɪ ə d i z , p l i ə - / ) es un petaescala superordenador ubicado en la NASA Supercomputación Avanzada (NAS) instalación en la NASA Ames Research Center ubicado en Moffett Field , cerca de Mountain View , California . [3] Es mantenido por la NASA y sus socios Hewlett Packard Enterprise (anteriormente Silicon Graphics International ) e Intel..
Activo | 2008 - actualidad |
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Patrocinadores | Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) , EE . UU. |
Operadores | NAS , HPE |
Localización | División de Supercomputación Avanzada de la NASA en el Centro de Investigación Ames de la NASA , Moffett Field, California |
Arquitectura | 158 racks HPE / SGI Altix ICE X (11,207 nodos), 239,616 procesadores Intel Xeon, interconexión InfiniBand FDR [1] |
Sistema operativo | SUSE Linux Enterprise Server [2] |
Memoria | 926 terabytes. |
Almacenamiento | 29 petabytes (RAID) |
Velocidad | 5,95 petaflops (sostenido), 7,09 petaflops (pico) |
Clasificación | TOP500 : 32, noviembre de 2019 |
Legado | Tercero en TOP500 LINPACK con 487 teraflops, noviembre de 2008 |
Sitio web | Página de inicio de NAS Pleiades |
A noviembre de 2019, se clasificó como la computadora 32 más poderosa en la lista TOP500 con una calificación LINPACK de 5.95 petaflops (5.95 cuatrillones de operaciones de punto flotante por segundo) [2] y un rendimiento máximo de 7.09 petaflops desde su actualización de hardware más reciente. [4] El sistema sirve como el recurso de supercomputación más grande de la NASA, apoyando misiones en aeronáutica , vuelos espaciales tripulados , astrofísica y ciencias de la Tierra. [5]
Historia
Construido en 2008 y llamado así por el cúmulo estelar abierto de las Pléyades , el superordenador debutó como el tercer superordenador más poderoso del mundo con 487 teraflops. [6] Originalmente contenía 100 racks SGI Altix ICE 8200EX con 12,800 procesadores Intel Xeon de cuatro núcleos E5472 Harpertown conectados con más de 20 millas de cableado InfiniBand de doble velocidad de datos (DDR). [7]
Con la adición de diez racks más de procesadores X5570 Nehalem de cuatro núcleos en 2009, Pleiades ocupó el sexto lugar en el TOP500 de noviembre de 2009 con 14.080 procesadores funcionando a 544 teraflops. [8] En enero de 2010, los científicos e ingenieros de NAS completaron con éxito una "integración en vivo" de otro bastidor ICE 8200 conectando la estructura de puerto dual InfiniBand del nuevo bastidor a través de 44 cables de fibra mientras la supercomputadora aún funcionaba con una carga de trabajo completa, ahorrando 2 millones de horas de productividad que de otro modo se habrían perdido. [9]
Otra expansión en 2010 agregó 32 nuevos racks SGI Altix ICE 8400 con procesadores Intel Xeon X5670 Westmere de seis núcleos , lo que lleva hasta 18,432 procesadores (81,920 núcleos en 144 racks) con un pico teórico de 973 teraflops y una clasificación LINPACK de 773 teraflops. [10] La NASA también puso énfasis en mantener las Pléyades energéticamente eficientes, aumentando la eficiencia energética con cada expansión para que en 2010 fuera tres veces más eficiente que los componentes originales de 2008, que eran los más eficientes energéticamente en ese momento. La integración de los nodos Westmere de seis núcleos también requirió una nueva velocidad de datos cuádruple (QDR) y cableado híbrido DDR / QDR InfiniBand, lo que hizo la red de interconexión InfiniBand más grande del mundo con más de 65 millas de cable. [10]
Después de que se agregaron otros 14 racks ICE 8400 que contienen procesadores Westmere en 2011, Pleiades ocupó el séptimo lugar en la lista TOP500 en junio de ese año con una calificación LINPACK de 1.09 petaflops, o 1.09 billones de operaciones de punto flotante por segundo. [11]
Los cables de fibra InfiniBand DDR y QDR se utilizan para conectar todos los nodos entre sí, así como a los sistemas de almacenamiento masivo en NAS y al sistema de visualización de hipermuro, creando una red compuesta por más de 65 millas de tejido InfiniBand, el más grande de su tipo en el mundo. Pléyades está construido en una topología de hipercubo 11-D parcial, donde cada nodo tiene once conexiones a otros once nodos, y algunos hacen hasta doce conexiones para formar un hipercubo 12-D. [12]
En 2012, la NASA y sus socios SGI e Intel comenzaron a trabajar en la integración de 24 nuevos racks Altix ICE X con procesadores Intel Xeon de ocho núcleos E5-2760 Sandy Bridge para reemplazar 27 de los racks Alitx 8200 originales que contienen procesadores Harpertown de cuatro núcleos. Con un total de 126.720 núcleos de procesador y más de 233 terabytes de RAM en 182 racks, la expansión aumentó la capacidad informática disponible de Pleiades en un 40 por ciento. [13] Cada nuevo nodo de Sandy Bridge tiene cuatro enlaces de red que utilizan un cable InfiniBand de catorce velocidades de datos (FDR) para un ancho de banda de transferencia total de 56 gigabits (aproximadamente 7 gigabytes) por segundo. [14]
A principios de 2013, se comenzó a trabajar en una actualización de hardware más grande para Pleiades, que finalmente eliminó todos los procesadores Harpertown originales de 4 núcleos y agregó 46 racks SGI ICE X con procesadores Intel Xeon E5-2680V2 (Ivy Bridge) de 10 núcleos . Cuando se completó la instalación en agosto de 2013, el rendimiento máximo general del sistema aumentó un 62% de 1,78 petaflops a 2,87 petaflops. [15] El sistema se actualizó lentamente nuevamente entre enero y abril de 2014, agregando otros 29 racks de nodos Ivy Bridge y aumentando la capacidad computacional teórica del sistema a 3.59 petaflops. [16] Para hacer espacio para la expansión, se eliminaron todos los nodos Nehalem restantes del sistema y 12 nodos Westmere.
A finales de 2014, se eliminaron más nodos Westmere para dar cabida a los nuevos procesadores Intel Xeon Haswell, aumentando la potencia de procesamiento teórica en un petaflop a 4,49 petaflops. [17] En enero de 2015, se instalaron y entregaron nodos Haswell adicionales a los usuarios, lo que dio a Pléyades una nueva capacidad máxima de procesamiento teórico de 5,35 petaflops. [4] Una actualización, completada en junio de 2016, reemplazó todos los racks restantes que contienen nodos con procesadores Intel Xeon X5670 (Westmere) de seis núcleos con racks que contienen nodos que utilizan procesadores Intel Xeon E5-2680v4 (Broadwell) de 14 núcleos. Esto mejoró el rendimiento máximo teórico a 7,25 petaflops. [4]
Papel en la NASA
Pléyades es parte del proyecto High-End Computing Capability (HECC) de la NASA y representa la tecnología de vanguardia de la NASA para cumplir con los requisitos de supercomputación de la agencia, lo que permite a los científicos e ingenieros de la NASA realizar modelos y simulaciones de alta fidelidad para las misiones de la NASA en la Tierra. estudios, ciencia espacial, investigación aeronáutica, así como exploración espacial humana y robótica. [3] [18]
Algunos de los proyectos científicos y de ingeniería que se ejecutan en Pléyades incluyen:
- La Misión Kepler , un observatorio espacial lanzado en marzo de 2009 para localizar planetas similares a la Tierra, monitorea una sección del espacio que contiene más de 200,000 estrellas y toma imágenes de alta resolución cada 30 minutos. Una vez que el centro de operaciones recopila estos datos, se canalizan a las Pléyades para calcular el tamaño, la órbita y la ubicación de los planetas que rodean estas estrellas. [19] En febrero de 2012, la misión Kepler ha descubierto 1.235 planetas, cinco de los cuales tienen aproximadamente el tamaño de la Tierra y orbitan dentro de la "zona habitable" donde el agua puede existir en las tres formas (sólida, líquida, gaseosa). [20] Después de contratiempos tras la falla de dos de las cuatro ruedas de reacción de Kepler, responsables de mantener la nave espacial apuntando en la dirección correcta, en 2013, el equipo de Kepler trasladó toda la línea de datos a Pléyades, que continúa ejecutando análisis de curvas de luz desde el datos de Kepler existentes. [21]
- La investigación y el desarrollo de vehículos de lanzamiento espacial de próxima generación se realizan en Pléyades utilizando herramientas de análisis de vanguardia y modelado y simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) para crear diseños de vehículos y sistemas de lanzamiento espacial más eficientes y asequibles. También se han realizado investigaciones para reducir el ruido creado por el tren de aterrizaje de las aeronaves utilizando la aplicación de código CFD para detectar dónde se encuentran las fuentes de ruido dentro de las estructuras. [22]
- La investigación astrofísica sobre la formación de galaxias se lleva a cabo en Pléyades para crear simulaciones de cómo se formó nuestra propia Vía Láctea y qué fuerzas pudieron haber causado que se formara en su forma de disco característica. [23] Pléyades también ha sido el recurso de supercomputación para la investigación y simulación de materia oscura , ayudando a descubrir "cúmulos" de materia oscura unidos gravitacionalmente dentro de las galaxias en una de las simulaciones más grandes jamás realizadas, en términos de número de partículas. [24]
- Visualización de las corrientes oceánicas de la Tierra utilizando un modelo de síntesis de datos construido por la NASA para el Proyecto Estimación de la Circulación y el Clima del Océano (ECCO) entre el MIT y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California . Según la NASA, las "síntesis de datos del modelo ECCO se están utilizando para cuantificar el papel del océano en el ciclo global del carbono , para comprender la evolución reciente de los océanos polares, para monitorear los intercambios de calor, agua y químicos que evolucionan en el tiempo dentro y entre diferentes componentes del sistema de la Tierra, y para muchas otras aplicaciones científicas ". [25]
Galería
Vista exterior del superordenador de las Pléyades
Bastidores basados en Pleiades Westmere. La adición de los nodos Westmere y Nehalem aumentó la capacidad informática disponible en Pléyades en un 170%.
Equipo de networking
Ceremonia de corte de cinta para la finalización del sistema Pléyades original en diciembre de 2008 con representantes de la NASA, SGI e Intel.
Vista de cerca de una fila de gabinetes de cómputo que componían el sistema original basado en Harpertown.
Almacenamiento TFinity
Más armarios
Computadora cuántica D-Wave ubicada en el edificio
Muro de pantallas, compatible con varias GPU, que se utiliza para la visualización.
En la cultura popular
- En la película de 2015 The Martian , el astrodinámico Rich Purnell usa la supercomputadora Pléyades para verificar los cálculos de una maniobra de asistencia por gravedad para una nave espacial, con el fin de rescatar a un astronauta varado en Marte. A diferencia de lo que se muestra en la película, no es necesario estar físicamente presente dentro de los racks para ejecutar los cálculos; para enviar trabajos, un usuario puede conectarse desde una ubicación remota a través de ssh , mientras emplea un SecurID . [26]
Referencias
- ^ . NASA https://www.nas.nasa.gov/hecc/resources/pleiades.html . Consultado el 19 de marzo de 2020 . Falta o vacío
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( ayuda ) - ^ a b "Pléyades: SGI ICE X, Intel Xeon E5-2670 / E5-2680v2 / E5-2680v3 / E5-2680v4 2.6 / 2.8 / 2.5 / 2.4 GHz, Infiniband FDR" . Top 500, la lista . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
- ^ a b Fortin, Jacey (8 de mayo de 2017). "Se buscan genios: la NASA desafía a los codificadores a acelerar su superordenador" . New York Times . Consultado el 8 de mayo de 2017 .
- ^ a b c "Aumento del rendimiento máximo de la supercomputadora Pleiades, triplicado la capacidad de almacenamiento a largo plazo" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA]. 13 de julio de 2016 . Consultado el 5 de mayo de 2017 .
- ^ "Detrás de escena en la central informática de la NASA" . Voz de Mountain View. 28 de agosto de 2015.
- ^ "Clasificación del sistema TOP500 Pléyades 8200" . [TOP500].
- ^ "La supercomputadora de la NASA se encuentra entre las más rápidas del mundo" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA]. 18 de noviembre de 2008.
- ^ "La supercomputadora de la NASA se encuentra entre las más rápidas del mundo" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA]. 18 de noviembre de 2009.
- ^ " La integración 'en vivo' de Pleiades Rack ahorra 2 millones de horas" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA]. 8 de febrero de 2010.
- ^ a b "La supercomputadora de la NASA duplica la capacidad, aumenta la eficiencia" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA]. 2 de junio de 2010.
- ^ "La supercomputadora Pléyades de la NASA se encuentra entre las más rápidas del mundo" . [NASA]. Junio de 2011.
- ^ "Interconexión de las Pléyades de la base de conocimientos del usuario de NAS / HECC" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA]. Archivado desde el original el 19 de octubre de 2011.
- ^ "La supercomputadora Pléyades obtiene un poco más de entusiasmo" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA]. 19 de junio de 2012.
- ^ "Descripción general del hardware del proyecto HECC: procesadores Sandy Bridge" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA].
- ^ "Superordenador de las Pléyades de la NASA actualizado, nodos de Harpertown reutilizados" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA]. 19 de septiembre de 2013.
- ^ "Actualización de las Pléyades completada" . [Proyecto de capacidad informática de gama alta de la NASA].
- ^ "Superordenador de las Pléyades de la NASA actualizado, obtiene un impulso de Petaflops" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA]. 28 de octubre de 2014.
- ^ "Objetivos de la misión de la División de Supercomputación Avanzada de la NASA" . [División de Supercomputación Avanzada de la NASA].
- ^ Ley, Gillian (2012). "Simulando las estrellas" . Mundo de la Computación Científica . Febrero / marzo (22): 41–43.
- ^ "La NASA encuentra candidatos de planeta del tamaño de la Tierra en zona habitable, sistema de seis planetas" . [NASA] Febrero de 2012. Archivado desde el original el 19 de octubre de 2011.
- ^ "Kepler sigue vivo: todo está en los datos" . [NASA @ SC13] Noviembre de 2013.
- ^ Khorrami, Mehdi R. (2011). "Simulación de alta fidelidad del ruido del tren de aterrizaje" . Fuente HPC . Computación científica. Primavera de 2011: 18–22. Archivado desde el original el 8 de abril de 2014.
- ^ "Primer vistazo al nacimiento de la Vía Láctea" . Universidad de Zúrich, agosto de 2011. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2012.
- ^ "Una materia oscura para la investigación astrofísica" . [HPCwire]. 31 de mayo de 2011.
- ^ "La NASA ve nuestro océano perpetuo" . [NASA]. Abril de 2012. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2012.
- ^ https://www.nas.nasa.gov/hecc/support/kb/two-step-connection-using-rsa-securid-passcode-and-nas-password_53.html
enlaces externos
- Página de inicio de las Pléyades de la NASA
- Página de inicio de la División de Supercomputación Avanzada de la NASA
- Página de inicio del proyecto HECC de la NASA
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