Arquitectura de Computadoras UNMSM - FISI

Trabajo de investigación Prof Gonzales S. Carlos

KRAKEN XT5 - CRAY XT5 QC 2.3 GHZ

CARACTERISTICAS TECNICAS:

Nombre del sistema : Kraken XT5

Sistema de la Familia: Cray XT

Modelo de sistema: Cray XT5 QuadCore

Ordenador: Cray XT5 QC 2.3 GHz

Vendedor: Cray Inc.

URL: http://www.nics.tennessee.edu/...

Área de aplicación: Investigación

Año de instalación: 2008

Sistema Operativo: CNL

Interconexión: XT4 Internal Interconnect

Procesador: AMD X86_64 Opteron Quad Core 2300 MHz (9.2 GFlops)

Especificaciones Cray XT5

http://www.cray.com/Products/XT5/Product/Specifications.aspx

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6 MB de caché L3 compartida

todas las cuchillas de

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sistema de núcleos con más de 150K, 1,059 Petaflops sostenido, con una explosión de 1,381 Petaflops.

Este sistema consume la friolera de 7 megavatios.

Poder Megavatios: 2,483

Tiene más de 181.000 núcleos de procesamiento interno conectado con la Cray Seastar2 + red

El XT5 se combinan en un único sistema que utiliza una red InfiniBand cada pieza que une a la araña del sistema de archivos.

El procesador AMD Opteron es una potente procesador de propósito general que usa el conjunto de instrucciones X86 que posee un rico conjunto de aplicaciones, compiladores y herramientas Tienen cuatro de doble núcleo AMD Opteron de zócalos de procesador

Combina el rendimiento de las aplicaciones sin precedentes, sostenido con excepcional capacidad de gestión y fiabilidad, y un menor coste de propiedad para los clientes

se puede configurar ya sea con hojas de cálculo XT4,

CARACTERISTICAS FUNCIONALES:

Para su utilización por los científicos y los ingenieros de la solución de problemas de importancia nacional y mundial

La nueva máquina de petaflops permitirá resolver algunos de los más difíciles problemas científicos en áreas como el modelado del clima, la energía renovable, la ciencia de los materiales, la fusión y la combustión

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servidor de metadatos Lustre

de registro, los subsistemas

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Permite a los usuarios seguir evolucionando sus códigos existentes en lugar de escribir los nuevos

Líder en el mundo, más de tres veces la memoria de cualquier otro equipo

Líder en el mundo ancho de banda a los discos y las redes

En primer lugar del mundo completamente basados en x86 Superordenador para lograr la ejecución Petaflop

El Jaguar petaflops Superordenador permitirá resolver algunos de los más difíciles problemas científicos en áreas como el modelado del clima, la energía renovable, la ciencia de los materiales, la fusión y la combustión.

Con más de tres veces la memoria de cualquier otro equipo increíble ancho de banda y el Jaguar es alimentado por Quad-Core AMD Opteron como el primer superordenador para X86 utiliza el conjunto de instrucciones con todas sus aplicaciones, compiladores y herramientasJaguar tiene cientos de aplicaciones que han sido portados a la XT sistema Cray y muchos han sido ampliadas para que se ejecute en hasta 150.000 núcleos AMD Opteron.

AREAS DE APLICACIÓN

Energía

http://www.cray.com/Products/XT5/IndustrySolutions/Energy.aspx

En la actual sociedad basada en la energía, la búsqueda de combustibles fósiles es un área importante para el mercado de la energía. Este mercado hace un uso intensivo de la computación para la adquisición de datos sísmicos, el depósito y la profundidad de migración y de simulaciones de gestión de datos.

. Además, los laboratorios de investigación y universidades están estudiando combustibles alternativos. Fusión de investigación es particularmente dependiente de la solución de problemas de gran envergadura que sólo pueden funcionar en forma eficiente los recursos de supercomputación escalable.

El sistema Cray XT5 MPP, es la escalabilidad de cientos de miles de nodos y poderoso rendimiento de E / S, es una excelente plataforma para la computación de datos y simulaciones impulsado en este mercado.

Gobierno y Defensa

http://www.cray.com/Products/XT5/IndustrySolutions/GovernmentDefense.aspx

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El Gobierno y Defensa segmento amplio necesidades en la industria HPC que en cierto modo son únicas y en otras formas son similares a los segmentos de mercado tales como la fabricación y las ciencias de la vida.

Las áreas de investigación y modelado HPC incluyen la previsión meteorológica, los modelos relacionados con la energía, la dinámica de fluidos, materiales y estructurales de la ciencia, la química básica y aplicada y de base de datos de la minería.

Cray ha HPC un conjunto de productos a los que hacer frente a estas diversas necesidades y difícil. La última ampliación de la familia Cray XT y Cray XT5 la XT5h sistemas y, en particular, están diseñados para ayudar a resolver ambos problemas científicos Grand Challenge, sino también para proporcionar propósito general de HPC con entornos de Linux basada en sistema operativo y herramientas de gran alcance para mejorar el rendimiento y usabilidad.

Ciencias de la Vida

http://www.cray.com/Products/XT5/IndustrySolutions/LifeSciences.aspx

La industria de las ciencias de la vida ha evolucionado de manera espectacular durante el último decenio, y las simulaciones de prueba utilizados en la actualidad los límites de los sistemas HPC. En Ciencias de la Vida, HPC métodos de cubrir una amplia zona que incluye modulares y la mecánica cuántica y la dinámica, QSAR, la comparación genómica y montaje, todo el proceso de la célula de simulaciones, y las imágenes médicas, por nombrar sólo algunos. HPC sistemas informáticos en el mercado utilizan una combinación de alta capacidad y tecnologías de alto rendimiento.

El Cray XT5, con su altamente escalable y asequible red combinada con inigualable calcular la densidad, que puede hacer el más difícil la capacidad de las necesidades y la capacidad de computación.

Fabricación

http://www.cray.com/Products/XT5/IndustrySolutions/Manufacturing.aspx

En la industria de transformación, HPC métodos se utilizan para diseñar, optimizar y poner a prueba nuevos productos y mejorar los productos

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existentes. Sistemas de computación y los modelos que se ejecutan en la fabricación de los investigadores, los ayuda a hacer sus empresas más competitivas y rentables. Métodos computacionales común incluir la dinámica de fluidos, materiales y estructurales de la ciencia, la química básica y aplicada y el proceso de simulación.

Cray la familia de sistemas XT proporciona una inigualable escalabilidad necesarias para impulsar estos modelos a sus límites, el aumento de la precisión y el impacto de la investigación sobre el ciclo de desarrollo. El Cray XT5, utilizando paradigmas de programación paralela, como OpenMP y MPI, ofrece una plataforma portátil para el desarrollo y la producción de simulaciones.

SOFTWARE

El Cray Cray XT5 utiliza el entorno Linux ™ (CLE). CLE es una suite de software de alto rendimiento que incluye un Linux basado en el sistema operativo diseñado para ejecutar aplicaciones complejas y de gran escala de manera eficiente a más de 240.000 núcleos de procesamiento. El entorno de Linux cuenta con un núcleo de cómputo que puede ser configurado para que coincida con el volumen de trabajo diferentes. Cuando se ejecuta aplicaciones altamente escalables, los nodos se pueden ejecutar en un modo ligero, asegurando que los servicios del sistema operativo no interfieran con la aplicación escalabilidad. Este diseño especial asegura que no hay prácticamente nada de lo que se interpone entre el usuario de la aplicación escalable y el hardware.

Programación Medio Ambiente

El CLE incluye herramientas de entorno de programación diseñado para complementar y potenciar mutuamente, dando lugar a una rica, fácil de usar entorno de programación que facilita el desarrollo de aplicaciones escalables.

Los modelos de programación paralela: MPI, SHMEM, UPC, OpenMP, y Co-Array Fortran en el nodo

Estándar MPI 2.0, optimizado para aprovechar las ventajas de la interconexión escalable en el sistema Cray XT5

Compiladores

Optimizado C, C + +, UPC, Fortran90, y los compiladores de Fortran 2003 De alto rendimiento optimizado de las bibliotecas de matemáticas BLAS, FFTs,

LAPACK, ScaLAPACK, SuperLU, Cray Scientiific y Bibliotecas Cray Apprentice2 rendimiento de los instrumentos de análisis

Administración

Cray hardware del sistema de vigilancia (HSS) - sistema de vigilancia, la identificación de fallas y recuperación

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Aplicaciones

La siguiente es una lista parcial de aplicaciones HPC industria que puede ser ejecutado en el sistema Cray XT5.

Astrofísica - Cactus, Quimera, gadget, QCD-Milc, ZEUS-MP

Química / Materiales - ABINIT, AMBER, CPMD, DCA + +, GAMESS, Gromacs, LAMMPS, LS3DF, EMNV, Locura, NWCHEM, ParaTec, Qbox, Quantum espresso, Siesta, TBMD, VASP

El tiempo / clima - 4DVAR, CAM, CCSM, HIRLAM, Hycom, MM5, POP, FRM

Mecánica de Fluidos / Combustión - DNS, OpenFOAM, desbordamiento, PFLOTRAN, S3D

Fusión - Aorsa, GTC Mecánica de sólidos - CTH, LS-DYNA

Sistema de Kraken

El nuevo Kraken es una Cray XT5 sistema, que consta de 8256 nodos, cada uno con dos 2,3 GHz de núcleo cuádruple AMD Opteron, con un total de 66.048 núcleos de calcular.. Cray nodos ejecutar Linux Medio Ambiente (CLE) 2.1, un sistema operativo diseñado para reducir al mínimo los gastos generales, lo que permite escalable de baja latencia de comunicación global. Cada nodo está conectado a un router a través de Cray SeaStar HyperTransport, y el SeaStars están todos interconectados en 3-D-topología toro La interconexión ha resultado un gran ancho de banda, baja latencia, y la extrema escalabilidad

Conexión

Utilice ssh para conectarse a Kraken.. Si tiene correo en el formulario notarial de correo electrónico y recibió la confirmación de que su llavero de control remoto de seguridad RSA ha sido activado, ssh para kraken.nics.tennessee.edu.. En caso contrario, puede utilizar su contraseña NICS, GSI autenticación de clave pública o ssh para acceder a kraken-pwd.nics.tennessee.edu.

Sistemas de archivos y almacenamiento

Directorios de inicio tienen un cupo de 2 GB.

Cada usuario tiene a scratch directory / brillo / cero / $ USER, que está sujeta a purgar basado en la fecha de último acceso. Lustre es un grupo altamente escalable de sistema de archivos que le permite aumentar en bandas de ancho para mejorar rendimiento de E / S. Puesto en marcha programas con el comando aprun sólo pueden acceder a Lustre, no directorios de inicio o de otros directorios.

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Archivos pueden ser almacenados en el sistema de almacenamiento masivo (HPSS) usando el hsi comando. Que sólo podrán acceder a HPSS si tiene activado su llavero de control remoto de seguridad RSA. Usted puede acceder a HPSS dentro de un trabajo por lotes, pero sólo en puestos de trabajo en la cola dataxfer que se envía desde el inicio de sesión de seguridad RSA nodos (kraken.nics.tennessee.edu) .

Transferencia de datos

Si se están moviendo grandes cantidades de datos (> 1 Gbyte) de TeraGrid otro sistema, utilice GridFTP. Para las pequeñas cantidades de datos, uso sftp.

Usuario Medio Ambiente

Kraken utiliza el módulo de comando (softenv no está disponible) para seleccionar las bibliotecas, compiladores y otros programas que no están en el entorno de usuario por defecto.

Compilar

Por defecto, usa el Kraken Grupo Portland (IGP) compiladores. GNU y PathScale compiladores están disponibles a través del módulo de comando. Para compilar el programa de MPI, la utilización cc, CC, y ftn comandos para C, C + + y Fortran programas. Estos comandos crear ejecutables a contar a partir del nodos. mpicc, mpicxx, mpif77 y mpi90 no están disponibles en Kraken. El Cray bibliotecas científicas (BLAS, LAPACK, ScaLAPACK, BLACS, y otros) se encuentran en la ruta por defecto. Utilice el módulo de mando de las bibliotecas como HDF, NetCDF, FFTW, y PETSc.

Los nodos de acceso no están destinados a la informática, pero si es necesario a corto plazo antes o después de los programas de procesamiento de los nodos de acceso, puede compilar con la IGP compilador comandos pgcc, pgCC, pgf90, etc

Empleo de Correr

Kraken utiliza PBS / Par (qsub, qdel, qstat, etc) para trabajos por lotes.. Para especificar el número asignado a los núcleos de proceso por lotes, el uso "# PBS-l = tamaño de los núcleos" en el script por lotes (núcleos donde es el número de cilindros). Dado que el sistema asigna lote en unidades de 4-nodos centrales, el número de cilindros debe ser un múltiplo de 4.

Para especificar una cuenta a cobrar, el uso "# PBS-A cuenta". El comando muestra su showusage válido cuentas y proyectos.

Programas paralelos sólo podrá ejecutar dentro de un trabajo por lotes. mpirun no está disponible en Kraken. En cambio, el uso "aprun-n nprocs ejecutable" comando para iniciar programas paralelos en el nodos. Por defecto, se ejecuta 4 MPI procesos en cada nodo (uno por núcleo). Para ejecutar con un menor número de procesos por

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nodo MPI, utilice la opción-N. Por ejemplo, "aprun-n nprocs-N 3 ejecutable" se ejecuta con 3 MPI procesos por nodo.

. Un script de muestra de lotes está disponible. Uso "qsub script" para presentar un trabajo por lotes. Utilice qsub I para tareas interactivas como la depuración.

Requisitos de conexión

Con el fin de proporcionar un sistema seguro, el acceso a Kraken sólo está disponible a través del protocolo Secure Shell (SSH). Basado en UNIX de sistemas operativos suelen tener un cliente SSH integrado, disponible escribiendo ssh [username@]server. Los usuarios de Windows pueden obtener los clientes en línea, tales como PuTTY. Cualquier cliente SSH:

debe apoyar el protocolo SSH-2 (con el apoyo de todos los modernos clientes SSH). Varias vulnerabilidades de seguridad existen en el protocolo SSH-1, por lo tanto, el acceso mediante un cliente de la versión 1 no está permitido.

debe permitir la autenticación de teclado interactivo para acceder a los sistemas de NICS. Basado en UNIX para clientes SSH, la siguiente línea debe estar en el valor predeterminado, ya sea ssh_config o su archivo $HOME/.ssh/config de archivo:

PreferredAuthentications keyboard-interactive,password PreferredAuthentications keyboard-interactive, password

La línea también puede contener otros métodos de autenticación, siempre y cuando keyboard-interactive incluido.

Para las versiones más recientes de SecureCRT o PuTTY, el cambio se puede hacer a través del menú de propiedades de conexión SSH.

Acceso Seguro

Uso de SSH para conectarse a Kraken XT5, kraken.nics.tennessee.edu En el siguiente ejemplo, userid, sería sustituido por su nombre de usuario NICS.. Los usuarios se le pregunte por su contraseña RSA Fiscalía por el código de acceso rápido. El código se compone de su PIN, seguido por el número que aparece en el llavero de control remoto de seguridad RSA. Por ejemplo, si su clavija es 1234 y el código de muestra es 987654, escriba 1234987654. Tenga en cuenta que no aparecerán los caracteres al introducir la contraseña

El sistema actualizado Kraken es una Cray XT5 con 8256 nodos interconectados con SeaStar Cada nodo tiene cuádruple núcleo AMD Opteron con un total de 66.048 núcleos. 4416 nodos (35328 cilindros) disponen de 2 GBytes de memoria por núcleo. 3840 nodes (30720 cores) tienen 1 GByte de memoria por núcleo.

Cada núcleo corre a 2,3 GHz y puede generar 4 FLOPS por ciclo de reloj. El máximo rendimiento es 608 TFLOPS.

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El XT5 sustituye al actual sistema de XT4.

El sistema se XT4 clausurada el 1 de abril de 2009.

Uso recomendado Kraken es altamente escalable para aplicaciones paralelas.

NICS se ha hecho cargo de un nuevo Cray XT5. La nueva máquina, que sustituye a la Cray XT4, será llamado por el mismo nombre, 'Kraken'.

El nuevo XT5 Kraken estará disponible a partir del lunes 2 de febrero. En los próximos dos meses, hasta el 30 de marzo, ambas máquinas estarán disponibles para facilitar la transición de la XT4 a la XT5.

NO ejecutar los ejecutables que se han compilado en el XT4 en el XT5.. Esto puede causar graves problemas en el sistema. Debe ser posible la transferencia de la fuente y hacer uso del mismo procedimiento.

BIBLIOGRAFIA

http://www.top500.org/system/9876

http://www.nics.tennessee.edu/category/news/kraken-xt5

http://www.cray.com/Products/XT5/Product/ORNLJaguar.aspx

http://knowledgebase.e-irg.eu/xslt/transform?for=cray&source=eirgsp/start.xml&style=eirgsp/search.xsl.xml

http://www.geek.com/articles/chips/new-top-500-supercomputer-list-shows-ibm-takes-10th-straight-1-20090623/

VIDEOS: http://www.cray.com/Assets/Flash/XT5Jaguar/PromoF6Md.html

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