1 / 82

Международная молодежная конференция-школа

Международная молодежная конференция-школа Современные проблемы прикладной математики и информатики Проблемы экзафлопсных вычислений Воеводин Вл.В. заместитель директора НИВЦ МГУ, член-корреспондент РАН voevodin@parallel.ru. 24 августа 2012 г., Дубна. Top500 самых мощных….

roz
Download Presentation

Международная молодежная конференция-школа

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Международная молодежная конференция-школа Современные проблемы прикладной математики и информатики Проблемы экзафлопсных вычислений Воеводин Вл.В. заместитель директора НИВЦ МГУ, член-корреспондент РАНvoevodin@parallel.ru 24 августа 2012 г., Дубна

  2. Top500 самых мощных…

  3. Обновление списка Top500 Courtesy of E.Strohmaier, LBNL, USA

  4. Ежегодный рост производительности систем списка TOP500 Courtesy of E.Strohmaier, LBNL, USA

  5. Рост производительности 100 Pflop/s 123 PFlop/s 10 Pflop/s 16.3 PFlop/s 1 Pflop/s 100 Tflop/s 61 TFlop/s SUM 10 Tflop/s N=1 1 Tflop/s 1.17 TFlop/s 100 Gflop/s 59.7 GFlop/s N=500 10 Gflop/s 1 Gflop/s 400 MFlop/s 100 Mflop/s Courtesy of E.Strohmaier, LBNL, USA

  6. Экстраполяция роста… 1Eflop/s 100 Pflop/s 10 Pflop/s SUM 1 Pflop/s 100 Tflop/s N=1 10 Tflop/s 1 Tflop/s N=500 100 Gflop/s 10 Gflop/s 1 Gflop/s 100 Mflop/s Courtesy of E.Strohmaier, LBNL, USA

  7. О чем нужно задуматься на пути к Exa...? • Степень параллельности • Надежность • Энергопотребление • Модель программирования • Неоднородность • Сложная иерархия памяти • Сверхпараллельный ввод/вывод • Стек системного и прикладного ПО • …

  8. О чем нужно задуматься на пути к Exa...? • Степень параллельности • Надежность • Энергопотребление • Модель программирования • Неоднородность • Сложная иерархия памяти • Сверхпараллельный ввод/вывод • Стек системного и прикладного ПО • …

  9. Top500 самых мощных…

  10. Важно: сверхвысокая степень параллелизма должна поддерживаться на всех этапах решения задач!

  11. Компилятор Решение задачи на компьютере Предметная сторона Компьютерная сторона Компьютер Задача – Экза… Технологии программирования Метод Программа Алгоритм

  12. О чем нужно задуматься на пути к Exa...? • Степень параллельности • Надежность • Энергопотребление • Модель программирования • Неоднородность • Сложная иерархия памяти • Сверхпараллельный ввод/вывод • Стек системного и прикладного ПО • …

  13. О чем нужно задуматься на пути к Exa...? • Степень параллельности • Надежность • Энергопотребление • Модель программирования • Неоднородность • Сложная иерархия памяти • Сверхпараллельный ввод/вывод • Стек системного и прикладного ПО • …

  14. Top500 самых мощных…

  15. Энергопотребление систем Top500 Courtesy of E.Strohmaier, LBNL, USA

  16. Лидеры по энергоэффективности [Mflops/Watt] Courtesy of E.Strohmaier, LBNL, USA

  17. О чем нужно задуматься на пути к Exa...? • Степень параллельности • Надежность • Энергопотребление • Модель программирования • Неоднородность • Сложная иерархия памяти • Сверхпараллельный ввод/вывод • Стек системного и прикладного ПО • …

  18. Top500 самых мощных…

  19. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”

  20. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”

  21. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов” Всего в системе 10т гликоля и 40т воды

  22. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”

  23. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”

  24. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”

  25. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”

  26. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов” Вес оборудования машзала – 57 т, СБЭ – 92т

  27. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов” Общая длина кабелей более 80 км

  28. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”

  29. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”

  30. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”, 2012

  31. MSU “Lomonosov” supercomputer, 2012 Peak Performance Linpack Performance Efficiency Intel compute nodes GPU compute nodes PowerXCell compute nodes Intel Xeon processors (X5570/X5670) GPU processors (NVIDIA X2070) x86 cores GPU cores RAM Interconnect Data Storage Operating System Total Area (supercomputer) Power Consumption (supercomputer) 1.7Pflops 872.5 Tflops 51.3 % 5 104 1 065 30 12 346 2 130 52 168 954 240 92TBytes QDR 4x Infiniband / 10 GE 1.75Pbytes, Lustre, NFS, … Clustrx T-Platforms Edition 252 m2 2.7MW

  32. MSU “Lomonosov” supercomputer, 2012 (node types)

  33. Суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”, 2012 (степень неоднородности) Intel Xeon / NVIDIA X2070 Intel Xeon 4-cores / Intel Xeon 6-cores RAM size per core/node no HDD / HDD / 2xHDD per node SMP-nodes with extra-large RAM

  34. О чем нужно задуматься на пути к Exa...? • Степень параллельности • Надежность • Энергопотребление • Модель программирования • Неоднородность • Сложная иерархия памяти • Сверхпараллельный ввод/вывод • Стек системного и прикладного ПО • …

  35. Время чтения для различных уровней иерархии памяти Время (такты) Размер массивов

  36. Эффективность суперкомпьютеров и суперкомпьютерных центров… Что можно сказать об эффективности суперкомпьютерных центров? 1 Pflops system : Ожидаем: 1Pflop * 60sec * 60min * 24hours * 365days = 31,5 ZettaFlopза год А что на практике? 0,0..x% Mflop/s Mflop/s Drug design, 3.5% efficiency Climate modeling, 4% efficiency Почему? Особенности архитектуры, сложный поток задач, плохая локальность данных, огромная степень параллелизма и т.п…

  37. Эффективность работы компьютера. Что это? Пиковая производительность компьютера,Rpeak Реальная производительность, Rmax число операцийв программе Rmax = время работы компьютера Rmax Эффективность = Rpeak

  38. Top500, Linpack, Эффективность Courtesy of E.Strohmaier, LBNL, USA

  39. Мониторинг работы программ (использование дисков)

  40. Исследование динамических свойств программ

  41. Исследование динамических свойств программ

  42. Эффективность суперкомпьютеров… Данные мониторинга раздела на 4160 ядер (“Ломоносов”): CPU usage (summary,per-core…) – user, system, irq, io, idle; Performancecounters; Swapusage; Memoryusage; Interconnectusage; Networkerrors; Diskusage; Filesystemusage; Networkfilesystemusage; Hardwarealarms (ECC, SMART, etc); CPU andmotherboardtemperatures; FAN speeds; Voltages; Networkswitcheserrors; Coolingsubsystemdata; Powersubsystemdata; ...

  43. HOPSA project ICT EU-Russia Coordinated Project (FP7-2011-EU-Russia) HOPSA project – HOlisticPerformance System Analysis Russian partners: • Research Computing Center, Moscow State University (Russian coordinator); • T-Platforms; • Joint Supercomputer Center, Russian Academy of Sciences; • Scientific Research Institute of Multiprocessor Computer Systems, Southern Federal University. EU partners: • ForschungszentrumJuelich GmbH (EU coordinator); • Rogue Wave Software AB; • Barcelona Supercomputing Center; • German Research School for Simulation Sciences; • Technical University Dresden.

  44. Эффективность приложений

  45. Efficiency of applications

  46. Эффективность приложений

  47. Эффективность приложений

  48. О чем нужно задуматься на пути к Exa...? • Степень параллельности • Надежность • Энергопотребление • Модель программирования • Неоднородность • Сложная иерархия памяти • Сверхпараллельный ввод/вывод • Стек системного и прикладного ПО • …

  49. О чем нужно задуматься на пути к Exa...? (стек системного и прикладного ПО) • Синхронизация процессов • Взаимодействие процессов • Смешанная точность • Автотюнинг программ • Поддержка отказоустойчивости • …

  50. О чем нужно задуматься на пути к Exa...? • Степень параллельности • Надежность • Энергопотребление • Модель программирования • Неоднородность • Сложная иерархия памяти • Сверхпараллельный ввод/вывод • Стек системного и прикладного ПО • …

More Related