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Arquitectura s paralel a s

Arquitectura s paralel a s. 9. Herramientas para la programación de aplicaciones paralelas: OpenMP y MPI (introducción). Computadores de alta velocidad (la lista top500). P. SMP. fl. instrucciones. C. 1. N. bus. memoria compartida. SISD. 1. MP. flujo datos. P. N. SIMD. MIMD.

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Presentation Transcript

  1. Arquitecturas paralelas 9.Herramientas para la programación de aplicaciones paralelas: OpenMP y MPI (introducción). Computadores de alta velocidad (la lista top500).

  2. P SMP fl. instrucciones C 1 N bus memoria compartida SISD 1 MP flujo datos P N SIMD MIMD MPP/NUMA Clusters C M Array Vectorial red general memoria distribuida Arquitectura de los sistemas paralelos

  3. Evolución de las arquitecturas Un procesador (vectorial) Sistemas SMP / sistemas SIMD Sistemas masivamente paralelosMPP Las mejores prestaciones (velocidad de cálculo): comunicación de baja latencia y elevado ancho de banda, en algunos casos procesadores con diseño específico, software de control muy optimizado, etc. Perocoste muy elevado. Clusters

  4. Top500 (www.top500.org) Lista de los 500 supercomputadores más rápidos del mundo ejecutando el banco de pruebas LINPACK. Sistemas de ecuaciones lineales densos (cálculo matricial). Permite obtener velocidades muy altas (un máximo virtual). Se mide el valor de Rmax,NmaxyN1/2. También se empieza a medir la potenciaconsumida.

  5. Top500 Cada 6 meses desde 1993 (junio/noviembre) Lista nº 40 - noviembre 2012 Más o menos aceptado por todos los fabricantes. Análisis de tendencias / evolución del mercado.

  6. Top500 Evolución de la velocidad de cálculo Top5+ Fabricantes Procesador: arquitectura / familia / número Sistema: arquitectura / red / S.O. Utilización

  7. ×1,9/año Top500 162,1 PF/s 14.885.800 cores (29.771 c. - 10,9 GF/s) Titan K-computer Sequoia Tianhe-1A RoadRunner Jaguar BlueGene NEC Earth Sim. IBM ASCI White LLNL Intel ASCI Red SandiA 1 PF/s → 2008 10 PF/s → 2011 100 PF/s → 2015

  8. Top5 (diciembre 12) Más BueGene/Q: (4): Mira, 48x, USA; (5) JUQUEEN, 24x, Juelich; (9) Fermi, 10x, Bologna

  9. Top500 fabricante del sistema

  10. Top500

  11. Top500 arquitectura del procesador 217: Earth Simulator 2, NEC – 0,12 PF/s – 1.280 cores

  12. Top500

  13. Top500 familia de procesadores

  14. Top500 Num. cores (mpp / cluster)

  15. Top500 Sequoia ASCI Red Titan Earth Sim. CM5 T3E T3D Blue Gene Paragon RoadRunner CM2 SP2 Jaguar Sun HPC Tianhe-1A Y-MP C90 K computer VP500

  16. Top500 arquitectura del sistema un año → x 2,20 x 1,6

  17. Top500

  18. Top500 Red de conexión

  19. Top500

  20. Top500

  21. Top500 área de utilización

  22. Top500

  23. Top500

  24. Top500: España/Francia (dic. - 12) • Mare NostrumIBM iDataPlex, Xeon E5 (8c), Infiniband FDR • 33.664 cores – 637 TF/s • 290 BSC Bull, cluster (Infin.) – 5.544 cores – 103 TF/s • >> 39.208 cores – 0,7 PF/s (0,3%) 11 Curie thin nodes, CEA Bullx B510 Xeon E5 (8c), Infniband, 77.184 c. – 1.359 TF/s 20 Tera-100, CEA Bullx super-node S6010/S6030, Infniband, 138.368 c. – 1.050 TF/s 31/32 BlueGene/Q Power BQC, 65.536 c. - 690 TF/s … Total: 21 sistemas (EDF, Airbus, CINES, Total,…) >> 620.248 c.- 6,5 PF/s (4%) • >> Europa: Alemania (19 - 10,2 PF/s), G.B. (24 – 7,3 PF/s),Italia(7 - 2,4 PF/s) • Total: 31,2 PF/s (20%)

  25. El cluster ARINA de la UPV/EHU Arina, Arinaz (260 núcleos, Itanium2) Guinness (440 núcleos, Xeon) Maiz (40 núcleos, Opteron) Sistema paralelo de ficheros (SFS) 4 servidores 4,7 TB / 7,1 TB Infiniband, 1 GB/s

  26. El cluster ARINA de la UPV/EHU

  27. CFX, dinámica de fluidos MOLCAS, estructura molecular ADF, estr. electrónica de las moleculas WIEN2K, estr. electrónica de sólidos Qsite, proteínas NBO5-NBOView, enlaces moleculares El cluster ARINA de la UPV/EHU Aplicaciones En general, de química, física y biología. Software adquirido:

  28. Laboratorio de Paralelismo Cluster del laboratorio 32 + 3×4 procesadores (Pentium IV) Gigabit Ethernet OpenMP, MPI, UPC

  29. Titan

  30. Cray Jaguar

  31. Cray Jaguar

  32. K computer

  33. Tianhe-1A

  34. Tianhe-1A

  35. Nebulae

  36. Hopper

  37. Tera-100

  38. RoadRunner Cell

  39. RoadRunner

  40. RoadRunner

  41. RoadRunner

  42. RoadRunner

  43. RoadRunner

  44. RoadRunner

  45. JuGene - BlueGene/P

  46. JuGene - BlueGene/P

  47. BlueGene/L 15 way fully assoc. pref. caches 11 GB/s 27 GB/s 5,5 GB/s 22 GB/s 5,5 GB/s

  48. BlueGene/L

  49. BlueGene/L 32 x 32 x 64 1,4 Gb/s (x2) 5,6 Tb/s bisección tr (max) = 69 ns cut-through adaptativo deadlock-free active messages

  50. BlueGene/L

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