Обзор суперкомпьютерных семейств компаний Китая

Леменков Д. Д.,
ВМК МГУ,
Москва, 2019

1. Компания Inspur

Inspur Group --- китайская компания с государственным участием, работающая в области информационных технологий, штаб-квартира которой расположена в Цзинань (Шаньдун, Китай). Основные направления деятельности Inspur: производство компьютерных серверов и программного обеспечения, создание ЦОД, облачные вычисления. Заводы компании расположены Китае и Венесуэле. Inspur также выполняет заказы компаний из США и Японии. [1]

Inspur является 268 компанией из 500 крупнейших компаний Китая. По оценке Gartner, это крупнейший производитель серверов в Китае (5-й в мире производитель по количеству серверов) [1, 2, 3]. Компания имеет 39 региональных представительств в различных странах [1, 2].

С лета 2014 года Inspur начала активную работу на российском рынке, в частности её заказчиком стал НИИ Восход: 14 октября было заключено соглашение о поставках серверов на сумму до 225 млн долларов [1, 5]. В конце 2014 года системный интегратор Ай-теко установил сервер Inspur TS K1 (64 процессора Itanium, 384 ядра) в одном из крупнейших российских ЦОД «Трастинфо» [1, 6]. В 2015 году количество дистрибьюторов Inspur в России выросло до четырёх. [1]

1.1. Суперкомпьютер Tianhe-2

Суперкомпьютер Tianhe-2, спроектированный компанией Inspur совместно с Оборонным научно-техническим университетом Народно-освободительной армии Китайской Народной Республики, был запущен в 2013 году и стал наиболее мощным суперкомпьютером в мире (по версии рейтинга TOP500 на базе теста Linpack) [4]. Его строительство обошлось в 200-300 миллионов долларов. Более 1300 ученых и инженеров трудились над созданием Tianhe-2, название которого в переводе означает «Млечный путь-2» [4].

Компания Inspur участвовала в производстве печатных плат, установке и тестировании суперкомпьютера [1].

Характеристики суперкомпьютерной системы [4]:

● количество ядер: 3120000,

● производительность на тесте Linpack (Rmax): 33862.7 TFlop/s,

● теоретическая пиковая производительность: 54902.4 TFlop/s,

● мощность: 17808.00 kW,

● общий объем памяти: 1024000 GB,

● интерконнект: TH Express-2,

● ОС: Kylin Linux,

● компилятор: icc,

● математическая библиотека: Intel MKL-11.0.0,

● MPI: MPICH2 with a customized GLEX Channel

Tianhe-2 состоит из 16 тысяч узлов, каждый из которых включает 2 процессора Intel Xeon E5-2692 на архитектуре Ivy Bridge с 12 ядрами каждый (частота 2,2 ГГц) и 3 специализированных сопроцессора Intel Xeon Phi 31S1P (на архитектуре Intel MIC, по 57 ядер на ускоритель, частота 1,1 ГГц, пассивное охлаждение). На каждом узле установлено 64 ГБ (16 модулей) оперативной памяти типа DDR3 ECC и дополнительно по 8 ГБ GDDR5 в каждом Xeon Phi (всего 88 ГБ). В общей сложности, количество вычислительных ядер достигает 3,12 миллиона (384 тысячи Ivy Bridge и 2736 тыс. Xeon Phi), что является крупнейшей публичной инсталляцией таких процессоров. [14]

Каждый узел занимает половину материнской платы (Compute blade), 8 плат устанавливаются в одно шасси (Compute frame). В стойке с каждой стороны размещается по 4 шасси, в суперкомпьютере использовано 125 стоек с вычислительными узлами, 13 стоек с сетевым оборудованием и 24 стойки системы хранения данных. Производительность одного узла достигает 3,432 Тфлопс, из них 0,422 Тфлопс — за счет процессоров Ivy Bridge. [14]

Кроме компонентов Intel, в суперкомпьютере также используются китайские разработки: оптоэлектрическая сеть TH-Express 2 (топология Fat tree), 16-ядерные процессоры Galaxy FT-1500 (4096 штук, архитектура Sparc v9, 40 нм, 1,8 ГГц), модель программирования OpenMC, материнские платы с высокой плотностью. [14]

Используется ОС Kylin Linux. Доступные языки и технологии: Fortran, C, C++, Java, OpenMP, MPI 3.0 (MPICH2 3.0.4, каналы GLEX). [14]

Система хранения данных имеет объём 12,4 ПБ и использует гибридную файловую систему H2FS. [14]

2. Компания Sugon

Sugon Information Industry Ltd. --- китайская технологическая компания со штаб-квартирой в Пекине. Компания была основана в 1996 году как результат проекта в рамках китайской Национальной программы 863. Основную поддержку проект имел со стороны Академии наук Китая. [12]

Sugon специализируется на исследованиях, разработке и производстве высокопроизводительных компьютеров, серверов, систем хранения данных и программного обеспечения, а также занимается системной интеграцией и техническим обслуживанием. [12]

Sugon производит одни из самых быстрых суперкомпьютеров в мире. Так, модель Nebulae, описываемая ниже, заняла вторую строчку в списке TOP500 в июне 2010 года.

Долгое время компания была известна за пределами Китая под именем Dawning. Однако в 2014 году она была зарегистрирована на Шанхайской фондовой бирже, и тогда же появился новый единый бренд --- Sugon. [12]

История Sugon началась в октябре 1993 года, когда первый суперкомпьютер Dawning №1 получил государственную сертификацию. В то время это был проект внутри Академии наук Китая. Эта система смогла достичь 640 млн. FLOPS и использовала 4 процессора Motorola 88100 и 8 процессоров 88200. Всего было построено более 20 экземпляров. Использовалась операционная система Unix System V. [12]

В 1996 году Sugon была оформлена как компания и начала производственную деятельность. В 2004 году система Dawning 4000А вошла в первую десятку самых мощных компьютеров в мире. Это был первый раз, когда китайский суперкомпьютер вошел в ТОП-10.

По состоянию на ноябрь 2018 года компания Sugon занимает 57 позиций в TOP500. [12, 13]

2.1. Суперкомпьютер Nebulae

Nebulae, сконструирован из серверов Dawning TC3600, состоящих из CPU Intel X5650 и GPU NVIDIA Tesla C2050. Эти сервера производятся компанией Sugon. Суммарная производительность китайского суперкомпьютера в тесте Linpack составляет 1,271 петафлопc. Размещен в Государственном суперкомпьютерном центре в Шэньчжэне. [8]

Основные характеристики системы [12]:

● процессоры: Xeon X5650 6C 2.66GHz

● общее количество ядер: 120640

● интерконнект: Infiniband QDR

● ОС: Linux

● показатели производительности:

○ тест Linpack (Rmax): 1271 TFlop/s

○ теоретическая пиковая производительность: 2984.3 TFlop/s

● потребляемая мощность: 2580.00 kW

3. Компания NRCPC

Создание Национального исследовательского центра параллельной вычислительной техники и технологий (National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology, NRCPCET) было санкционировано Государственным научно-техническим комитетом (State Scientific and Technological Committee) в октябре 1992 года. Центр был открыт в июне 1996 года. Штаб-квартира центра находится в Пекине в зоне развития высоких и новых технологий, директором которой является профессор Цзинь Илиань. [15]

Целью Центра является развитие коммерческих параллельных компьютерных систем, формирование промышленности HPC и, в конечном итоге, вывод своей продукции как на внутренние, так и на зарубежные рынки.

Основные направления деятельности:

● разработка параллельного компьютерного оборудования и системного программного обеспечения;

● создание собственных архитектур HPC, основанных на международных передовых компонентах;

● самостоятельная разработка и производство параллельных компьютеров;

● разработка операционных систем и параллельных языковых компиляторов, которые подходят для наших домашних параллельных компьютеров, с учетом международного передового программного обеспечения для зарубежных систем,

● импорт передового зарубежного прикладного программного обеспечения, такого как ПО для численных методов, обработки данных, графики и изображений, для баз данных и т. д.;

● изучение параллельных алгоритмов для параллельных компьютеров.

3.1. Суперкомпьютер Sunway TaihuLight

Sunway TaihuLight --- китайский суперкомпьютер, который с июня 2016 по июнь 2018 года [9, 10, 11] являлся самым производительным суперкомпьютером в мире с производительностью 93 петафлопса, согласно тестам Linpack. Такая скорость вычислений более чем в 2,5 раза выше по сравнению с предыдущим мировым рекордсменом Tianhe-2, у которого вычислительная мощность составляет почти 34 петафлопса.

Пиковая производительность Sunway TaihuLight: 125,43 петафлопса.

Кроме того, по состоянию на июнь 2016 года Sunway TaihuLight занимал третье место в списке Green500 наиболее энергоэффективных суперкомпьютеров с результатом 6 гигафлопсов/ватт (на тесте Linpack). [9]

Стоимость данной системы составляет примерно 1,8 миллиарда юаней (270 миллионов долларов США), финансирование предоставлено в равных долях центральным правительством, провинцией Цзянсу и городом Уси [9].

Характеристики системы [10]:

● процессор: Sunway SW26010 260C 1.45GHz,

● общее количество ядер: 10649600,

● общий объём памяти: 1310720 GB,

● интерконнект: Sunway,

● показатели производительности:

○ тест Linpack: 93014.6 TFlop/s

○ тест HPCG: 480.848 TFlop/s

○ теоретическая пиковая производительность: 125436 TFlop/s

● потребляемая мощность: 15371.00 kW

● ОС: Sunway RaiseOS 2.0.5

Данный суперкомпьютер использует более чем 10,5 миллиона процессорных ядер и работает под управлением собственной операционной системы Sunway Raise OS 2.0.5 на базе Linux. Для распараллеливания кода система предлагает ряд программных интерфейсов: собственную реализацию OpenACC 0.5, ограниченную реализацию OpenMP, упрощенную потоковую библиотеку athreads. [9]

В суперкомпьютере используются многоядерные 64-битные RISC-процессоры SW26010, базирующиеся на архитектуре ShenWei. Общее количество процессоров в системе — 40 960, каждый процессор содержит 4 управляющих ядра общего назначения и 256 специализированных вычислительных RISC-ядер, что в совокупности даёт 10 649 600 ядер. [9]

Процессорные ядра содержат 64 КБ внутренней памяти для данных и ещё 16 КБ для инструкций и сообщаются с помощью сети на чипе вместо использования традиционной иерархии кэш-памяти. [9]

PARALLEL.RU - Информационно-аналитический центр по параллельным вычислениям

Обзор суперкомпьютерных семейств компаний Китая

1. Компания Inspur

1.1. Суперкомпьютер Tianhe-2

2. Компания Sugon

2.1. Суперкомпьютер Nebulae

3. Компания NRCPC

3.1. Суперкомпьютер Sunway TaihuLight

Источники

Обзор суперкомпьютерных семейств компаний Китая

1. Компания Inspur

1.1. Суперкомпьютер Tianhe-2

2. Компания Sugon

2.1. Суперкомпьютер Nebulae

3. Компания NRCPC

3.1. Суперкомпьютер Sunway TaihuLight

Источники

Форма поиска