A szuperszámítógépek jelentősége világszerte rohamosan növekszik. A tudomány részéről egyre fokozódik az igény az egyre nagyobb és gyorsabb szuperszámítógépekre. És nem csupán a hagyományos „reál” tudományok számára nélkülözhetetlenek ezek az eszközök. Olyan területeken, mint pl. orvostudomány, közgazdaságtan, társadalomtudományok vagy éppen a nyelvészet, szintén előtérbe került a szuperszámítástechnika (HPC, High Performance Computing) alkalmazása.

 

Ahol tehát ma nemzetközileg is versenyképes tudományos kutatómunkát vagy high-tech fejlesztést akarnak folytatni, ott szuperszámítógépekre (is) szükség van. Magyarországon is.

A szuperszámítógépek azonban – az egyedi tervezés, a speciális technológia és a kis sorozatú gyártás miatt – nem olcsók. Így legtöbbször még nagyobb intézmények, kutatóhelyek sem engedhetik meg maguknak, hogy önállóan, valóban nagy teljesítmény? szuperszámítógépet üzemeltessenek. Az intézmények közötti összefogás tehát nagyon gyakori ebben a tekintetben, ezt világszerte számos példa bizonyítja. A költséges szuperszámítógépes infrastruktúra kihasználtságát is úgy lehet legkönnyebben maximalizálni, ha az erőforrásokat megosztva, sok kutatóhely használja.

 

[%IMAGB=16876%]A szuperszámítógépes infrastruktúra m?szaki háttere

 

Az új NIIF szuperszámítógépes infrastruktúra – eltérő módon elődjétől – elosztott módon valósult meg.  Az új rendszer 4 hatalmas erőforrásból áll, melyek a Debreceni Egyetemen, a Pécsi Tudományegyetemen, a Szegedi Tudományegyetemen és a budapesti NIIF központban kerültek elhelyezésre. Mindezt az teszi lehetővé, hogy az NIIF új, hibrid optikai hálózata, a HBONE+, dedikált optikai utakat biztosít a komponensek között. Az optikai hálózat a szuperszámítógépes infrastruktúra fontos alkotóeleme, szerves, elválaszthatatlan része. A négy helyszínen üzemelő 4 szuperszámítógépből – amelyek külön-külön is nagyobbak bármely más magyarországi számítógépnél – az optikai összeköttetések révén egyetlen hatalmas virtuális szuperszámítógép jön létre, melynek összesített teljesítménye közel 50 Tflops (1 Tflops = 1 billió számítási m?velet / másodperc) ami a jelenlegi világranglistán (TOP500) a 165. helyet jelentheti. A számítási kapacitás a régi rendszer 70-szeresére, a tárolási kapacitás csaknem 100-szorosára növekedett.

Az egyes helyszíneken installált szuperszámítógépek nem azonosak. Architektúrálisan, technológiában és teljesítményben is vannak köztük különbségek. A heterogén infrastruktúra kialakítását az indokolta, hogy a szuperszámítógépekkel megoldandó feladatok igen sokfélék, és a különböző típusú algoritmusok más és más szuperszámítógépeken futtathatók leghatékonyabban. Az NIIF a heterogén infrastruktúra létrehozásával a nemzetközileg elterjedt, bevált gyakorlatot követi.

 

 

A szuperszámítógépes erőforrások összekapcsolását a legkorszer?bb grid technológia (ARC köztesréteg) biztosítja, amelynek kifejlesztésében – EU által is támogatott KnowARC és EMI K+F projekt keretében – az NIIF Intézet is komoly szerepet játszott.

 

Debrecen, Pécs, Szeged és Budapest

 

A 3 egyetem – mint a legrangosabb magyar vidéki kutatóegyetemek – az NIIF Intézet partnereiként befogadták a szuperszámítógépeket, és komolyan hozzájárulnak az üzemeltetésükhöz. A negyedik helyszín az NIIF Intézet budapesti telephelye, ahol a régi szuperszámítógépet váltja fel a most átadott új rendszer.

 

Természetesen a 3 egyetem felhasználói – szükségleteik szerint – bármely szuperszámítógépet használhatják, és más egyetemek és kutatóintézetek felhasználói is jogosultságot kaphatnak az erőforrásokhoz. A projekt tehát intézmények közötti széleskör?, hatékony együttm?ködés keretében valósul meg. A legjelentősebb felhasználási területek várhatóan a kémia, biokémia, fizika és orvostudomány lesznek, de komoly felhasználás várható a mérnöki tudományok, geológia, matematika, csillagászat, és az informatika különböző területeiről is.

 

A szegedi szuperszámítógépről

 

2011. május 6-án a Szegedi Tudományegyetemen kerül átadásra az említett 4 szuperszámítógép közül a harmadik. Ez a gép Magyarország legnagyobb teljesítmény?, fat-node architektúrájú szuperszámítógépe és egyben a legkedvezőbb energiagazdálkodási jellemzőkkel is bíró. Az NIIF szuperszámítógép-projektnek meghatározó kritériuma volt az energiahatékonyság kiemelt kezelése. A szegedi konfiguráció a maga 350 Gflops/KW energiahatékonysági mutatójával vezeti a 4 gépből álló hazai szuperszámítógép-rendszer „zöld” listáját. A gép a kedvező fogyasztását részben az energiatakarékos processzoroknak, valamint a HP Blade technológiájának köszönheti.  Ez utóbbi kifinomult energiaszabályozást biztosít a rendszer számára. A gépet az amerikai Hewlett-Packard (a szuperszámítógépek piacának egyik vezető gyártója) gyártotta és az Albacomp zRt. szállította. A Szegeden üzembe helyezett gép az igen kifinomult, CP4000BL típusú blade technológiát tartalmazza. A gépben a legkorszer?bb Opteron 6174 típusú 12 magos Magny Cours processzorok találhatók, a számítási csomópontokban lévő magok száma összesen 2112. A belső kommunikációt a nagy teljesítmény?, redundáns, mesh topológiájú Infiniband hálózat biztosítja. A gépben 5,6 memória található, és tartozik hozzá egy negyed méret? HP StorageWorks X9320 háttértár alrendszer és high-end vizualizációs alrendszer is.

 

A gép számítási teljesítménye meghaladja a 14 Tflop/s értéket, és különösen jó energiahatékonysági mutatókkal rendelkezik. E szuperszámítógép különlegessége, hogy nagyon hatékonyan futtathatók rajta a vegyes párhuzamos programozási paradigmákat (üzenetküldét és osztott-memóriát) alkalmazó algoritmusok is, hiszen olyan clusterről van szó, amelynek minden csomópontja egy igen erős, 48 magos SMP számítógép. Ez az újszer?, egyszerre MPI-t és OpenMP-t is alkalmazó programozási technika különlegesen hatékony alkalmazások készítését teszi lehetővé. A gépek operációs rendszere RedHat Linux.