Кластер для математиков

ИВМ РАН был образован в 1980 году, основными направлениями научной деятельности заведения выступают фундаментальные исследования в области вычислительной математики; эффективные методы решения задач математической физики, технологии решения больших задач, теория численных методов линейной алгебры; создание математической теории климата, численное моделирование циркуляции атмосферы и океана, построение глобальных климатических моделей; анализ и моделирование сложных систем (окружающая среда, экология, медицина, иммунология, биоинформатика) и т.д. В области моделирования изменений климата ИВМ РАН является единственной российской организацией, владеющей моделью климатической системы, сертифицированной МГЭИК – международной группой экспертов по изменениям климата (IPCC).

Для проведения научных расчетов в ИВМ РАН широко используются вычислительные мощности межведомственного суперкомпьютерного центра РАН – системы МВС6000IM и МВС100к. Вместе с тем ряд задач, в частности моделирование климата, требует проведения практически непрерывных расчетов, которые сложно выполнять в удаленном режиме. С 2004 года в ИВМ РАН функционирует 32-процессорный кластер на базе процессоров Intel Itanium 2 с пиковой производительностью 0,18 Тфлопс, который также поставлен компанией «Ай-Теко». Начиная с 2008 года, межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) предъявляет новые, повышенные требования к уровню моделей климатической системы, участвующих в международных программах по исследованию изменений климата. Эти требования касаются как разрешения (детализации) моделей, так и уровня их сложности. Поскольку имеющийся кластер с пиковой производительностью 0,18 Тфлопс уже не позволял выполнять такие расчеты за приемлемое время, в 2007 году ИВМ РАН объявил открытый конкурс на поставку вычислительного кластера с пиковой производительностью 1,33 Тфлопс. Архитектура решения была выбрана заказчиком на основе анализа современных тенденций развития кластерных вычислительных систем, а также существующих у заказчика ограничений по потребляемой мощности и объему оборудования. Такие системы на момент проведения конкурса производили несколько компаний. В итоге выбор был сделан в пользу предложения «Ай-Теко».

В качестве внедряемого решения выбран интегрированный кластер SGI Altix 1300 на базе 4-ядерных процессоров Intel Xeon5355. Все узлы кластера объединены высокопроизводительной сетью Infiniband. Кластер работает под управлением операционной системы Linux, в комплект поставки входит программное обеспечение управления кластером ScaliManage и математические библиотеки SGI ProPack. Особенностью данного интегрированного кластера является то, что его вычислительные узлы Altix XE310 содержат по два двухпроцессорных модуля в габарите 1U. Это обеспечивает высокую плотность компоновки. «Что касается выбора оборудования, то на момент начала проекта SGI была одним из тех производителей, который удовлетворял требованиям заказчика по производительности, габаритам, потребляемой мощности и надежности системы. Кроме того, данное оборудование поставляется с предустановленным и настроенным программным обеспечением, что существенно облегчает процесс ввода в эксплуатацию», – прокомментировал заместитель директора по развитию бизнеса компании «Ай-Теко» Николай Чачин.

Поставленный кластер имеет пиковую производительность 1,33 Тфлопс  при реальной потребляемой мощности 5,5 кВА. Габариты кластера без системы хранения – 12U в стандартной стойке. Эти характеристики актуальны в условиях ограниченных площадей у заказчика, существующих лимитов и растущих тарифов на электроэнергию.

«Наша математическая модель общей циркуляции атмосферы и глубокого океана является уникальной для России, а по некоторым характеристикам превосходит и зарубежные аналоги. В результате установки в кратчайшие сроки нового кластера стала возможна практическая реализация модели климатической системы, включающей в себя модели атмосферы, океана, морского льда, биосферы, углеродного и метанного циклов, которая удовлетворяет новым требованиям МГЭИК» - прокомментировал директор Института вычислительной математики РАН академик Валентин Дымников.

Если упоминать проекты для организаций, занимающихся вопросами мониторинга окружающей среды, то с апреля 2006 года по 2010 ведутся работы по техническому переоснащению еще в одной государственной организации – Росгидромета. Заказчиком является Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Интегратором здесь также выступает «Ай-Теко». Кроме суперкомпьютеров, в рамках этого проекта были также обновлены и модернизированы телекоммуникационные системы, средства архивации и хранения данных, сети высотного зондирования атмосферы, метеорологических радиолокационных и гидрологических наблюдений. Также в 2004 году «Ай-Теко» провела ряд работ для НПО «Тайфун», одного из ведущих научно-исследовательских институтов Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Среди последних проектов интегратора в государственном секторе также можно отметить внедрение высокопроизводительного кластера на основе серверов Fujitsu Siemens Computers и процессоров Intel для ФГУП «Московское машиностроительное производственное предприятие «Салют». По мнению специалистов Intel, кластер на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon 5365 показал наилучшие результаты как по абсолютной производительности, так и по соотношению «цена/производительность» комплекса в целом. Проект был реализован за три месяца. ММПП «Салют» стало первым предприятием, вычислительный кластер которого использует новые четырехъядерные процессоры Intel Xeon X5355 с частотой 3Гц (см. новость от 30 августа 2007 г.).

По мнению специалистов, на данный момент невозможно представить себе область науки, где не возникала бы необходимость использования суперкомпьютеров. Данные технологии значительно сокращают сроки исследований. Так, научно-исследовательский вычислительный центр МГУ запустил кластер пиковой производительностью 60 Тфлопс на базе 1250 четырехъядерных процессоров Intel Xeon, произведенных по 45-нм техпроцессу (см. новость от 12 декабря 2007 г.). В декабре минувшего года Дальневосточный государственный университет объявил о старте проекта по построению вычислительного кластера. Целью внедрения является решение задач по обеспечению вычислительными мощностями фундаментальных и прикладных исследований в области естественных и гуманитарных наук, а также разработок в области высоких технологий (см. новость от 10 декабря 2007 г.). 

Подробности

Компания «Ай-Теко» – один из ведущих российских системных интеграторов и поставщик информационных технологий  для корпоративных заказчиков. Компания предоставляет услуги по системной интеграции, консалтингу, сервисной поддержке и аутсорсингу. Кроме того, компания реализует комплексные интегрированные решения в области ИТ-инфраструктуры и информатизации крупных государственных структур, промышленных и телекоммуникационных предприятий, финансовых учреждений, организаций малого и среднего бизнеса. «Ай-Теко» является корпоративным партнером HP и Microsoft. Среди недавних крупных клиентов «Ай-Теко» можно отметить страховую компанию «ИНГ Лайф» (см. новость от 17 декабря 2007 г.), металлургическое предприятие АО «Казцинк» (см. новость от 29 ноября 2007 г.), ОАО «Эталонбанк» (см. новость от 13 ноября 2007 г.), ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (см. новость от 11 октября 2007 г.).