Новый энергоэффективный и компактный вычислительный кластер Росгидромета, модернизированный до пиковой производительности 35 TFLOPS благодаря инновационной архитектуре <РСК Торнадо> с применением жидкостного охлаждения, недавно представленных процессоров Intel Xeon E5-2600 и серверных плат Intel S2600JF, стал рабочим инструментом российских метеорологов для дальнейшего развития оперативных технологий с целью повышения точности, заблаговременности и детализации прогнозов погоды. Это первый HPC-проект в России и СНГ, реализованный с использованием новых серверных процессоров Intel Xeon E5-2600, официально представленных в рамках мероприятия в Москве всего месяц назад
Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), группа компаний РСК и корпорация Intel объявили о завершении плановой модернизации до пиковой производительности 35 TFLOPS (триллионов операций в секунду) и начале промышленной эксплуатации нового энергоэффективного высокопроизводительного кластера, созданного на основе инновационной архитектуры <РСК Торнадо> с применением передового жидкостного охлаждения, процессоров Intel Xeon E5-2600 и серверных плат Intel S2600JF. Это первый HPC-проект в России и СНГ, реализованный с использованием новых серверных процессоров Intel Xeon E5-2600, официально представленных в рамках мероприятия в Москве всего месяц назад.
Уместно напомнить, что группа компаний РСК была разработчиком технологического решения и интегратором представленной в октябре 2011 года пилотной кластерной системы Росгидромета с пиковой производительностью 15,33 TFLOPS, созданной на базе архитектуры <РСК Торнадо> с применением жидкостного охлаждения и процессоров предыдущего поколения Intel Xeon серии 5600. В этом году в рамках плановой модернизации пиковая производительность кластера Росгидромета была увеличена более чем в 2 раза до 35 TFLOPS путем замены процессоров предыдущего поколения на самые высокопроизводительные модели новых серверных процессоров Intel Xeon E5-2690 (2,9 ГГц, 135 Вт) и без изменения габаритов всего вычислительного комплекса. В свою очередь, ввод в эксплуатацию модернизированной высокопроизводительной системы позволил увеличить вычислительную мощность Главного вычислительного центра Росгидромета (ГВЦ Росгидромета) более чем в 2 раза (с 27 ранее до нынешних 62 TFLOPS). Кластер Росгидромета относится к новому классу решений в составе продуктовой линейки группы компаний РСК, получивших название РСК миниЦОД.
<Так как технологии прогнозирования и физическое наполнение моделей уже сейчас требуют вычислительных ресурсов на уровне 300-500 TFLOPS, Росгидромет приступил к разработке проекта следующего шага модернизации. В ходе подготовки этого проекта была проведена плановая модернизация на новые серверные процессоры Intel Xeon E5-2690 установленного ранее энергоэффективного вычислительного кластера на базе архитектуры <РСК Торнадо>. Уже на пилотном этапе эксплуатации новый кластер Росгидромета стал инструментом российских метеорологов для дальнейшего развития оперативных технологий с целью повышения точности, своевременности и детализации прогнозов погоды. Если говорить о сравнении производительности, то после замены в кластере Росгидромета процессоров предыдущего поколения Intel Xeon 5680 на новые процессоры Intel Xeon E5-2690 время счета по ряду моделей уменьшилось на 30%>, - подчеркнул Владимир Анцыпович, директор ГВЦ Росгидромета.
В настоящее время Росгидромет решает широкий спектр сложных задач в области обработки гидрометеорологических данных, моделирования и прогнозирования процессов в атмосфере и океане, требующих больших вычислительных ресурсов и высокой эффективности их использования. Мировой метеорологический центр в Москве, функции которого выполняют Гидрометцентр России, ГВЦ Росгидромета и Авиаметтелеком Росгидромета, наряду с центрами в Вашингтоне и Мельбурне, является одним из трех Мировых метеорологических центров Всемирной метеорологической организации (ВМО). В рамках ВМО Мировой метеорологический центр в Москве обеспечивает выполнение международных обязательств России по обмену прогностической информацией и данными гидрометеорологических наблюдений.
Уже сейчас на модернизированном вычислительном кластере ведутся расчеты и моделирование по ряду актуальных задач, которые стоят перед Гидрометцентром России - ведущим оперативным и научно-исследовательским центром Росгидромета в области мониторинга текущей ситуации и развития атмосферных процессов. Например, с его помощью удается повысить точность прогнозирования и моделирования погодных условий в регионе города Сочи на проводимых в преддверии зимней Олимпиады-2014 тестовых соревнованиях, сократив расчетный шаг с нескольких километров до 800 м.
<Инновационная архитектура <РСК Торнадо> и наше новое решение класса РСК миниЦОД с передовым жидкостным охлаждением позволили создать вычислительный кластер Росгидромета, который не только удовлетворяет всем жестким критериям, предъявляемым к системам подобного класса, но и обладает поистине уникальными характеристиками: низким уровнем энергопотребления в сочетании с рекордным показателем эффективности использования электроэнергии и большой вычислительной эффективностью. Этот проект стратегически важен для нас не только из-за реализованных в нем технологических инноваций и перспектив дальнейшего развития, но и вследствие высокой социальной значимости тех задач, которые сможет решать Росгидромет с помощью нового энергоэффективного высокопроизводительного комплекса>, - отметил Алексей Шмелев, исполнительный директор группы компаний РСК.
<Благодаря длительной совместной работе специалистов корпорации Intel и Росгидромета удалось оптимизировать прогностические модели, применяемые в Росгидромете, для кластерных систем на основе архитектуры х86. Это позволило максимально быстро адаптировать внедренный вычислительный комплекс под текущие оперативные задачи. А лидирующие по производительности процессоры Intel Xeon E5-2600 позволят Росгидромету получить необходимую дополнительную вычислительную мощность для решения этих задач>, - считает Николай Местер, директор по развитию корпоративных проектов корпорации Intel в России и странах СНГ.
Архитектура <РСК Торнадо>
Разработка инновационной архитектуры <РСК Торнадо> для создания энергоэффективных центров обработки данных (ЦОД) и суперкомпьютерных комплексов позволила специалистам группы компаний РСК впервые в мире реализовать передовое жидкостное охлаждение для стандартных и массово доступных серверных плат (различных производителей) на базе процессоров Intel Xeon , изначально созданных для традиционных систем с воздушным обдувом электронных компонент. Это второе поколение энергоэффективных решений РСК для сегментов высокопроизводительных и облачных вычислений, а также ЦОД.
Среди уникальных характеристик архитектуры <РСК Торнадо> и решений на ее основе следует отметить следующие:
∙128 серверов в стандартной 42U стойке 80х80 см;
∙Рекордная энергоэффективность - показатель эффективности использования электроэнергии PUE (Power Usage Effectiveness) достигает рекордного для HPC-индустрии значения 1,06 (соотношение <энергопотребление всей системы/энергопотребление электронных компонент>). То есть не более 5,7% энергопотребления расходуется на охлаждение всей системы;
∙Рекордный коэффициент вычислительной эффективности - 92% на тесте LINPACK для процессоров Intel Xeon 5680 предыдущего поколения и новых Intel Xeon E5-2690 (технология Intel Turbo Boost работает все время, что обеспечивает прирост тактовой частоты до 400 МГц при работе с тестом LINPACK);
∙65 кВт электроэнергии на стойку;
∙Возможность использования самых высокопроизводительных моделей серверных процессоров Intel с тепловыделением 135 Вт;
∙Высокая пиковая вычислительная мощность до 47,5 TFLOPS в одной стойке на базе архитектуры Intel x86 с набором инструкций AVX Instruction Set;
∙Высокая плотность - 74 TFLOPS на кв. м.
∙Высокая масштабируемость - до уровня нескольких PFLOPS (десятки стоек);
∙Экономическая эффективность - сокращение эксплуатационных расходов до 60% (экономия затрат на электроэнергию в руб. благодаря эксплуатации решения РСК);
∙Компактность - сокращение площади ЦОД в несколько раз;
∙Возможность использования ускорителей.
В состав продуктовой линейки группы компаний РСК входят следующие решения на базе архитектуры <РСК Торнадо>: РСК микроЦОД (от 16 до 64 узлов), РСК миниЦОД (от 64 до 256 узлов) и РСК ЦОД (более 2-х стоек до десятков PFLOPS).
Кроме того, специалисты РСК реализовали полный интегрированный стек программного обеспечения для высокопроизводительных вычислений.
