В Институте вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН (ИВМиМГ) и Центре коллективного пользования «Сибирский суперкомпьютерный центр СО РАН» (ССКЦ) в результате выполнения совместного проекта с компанией Huawei развернут кластер из серверов Taishan 2280 на базе архитектуры ARM с процессорами Kunpeng 920.
Учёные ИВМиМГ совместно с компанией Huawei сделали еще один шаг на пути построения новой коллективной вычислительной инфраструктуры научных организаций Новосибирского Академгородка – одного из важнейших научных и образовательных центров России.
Специально для этого проекта была создана лаборатория высокопроизводительных вычислений Huawei – СО РАН при ИВМиМГ. Сотрудники в течение четырех месяцев тестировали возможности использования оборудования Huawei на базе архитектуры ARM для применения в наукоёмких программных оболочках, связанных с высокопроизводительными вычислениями. На кластере используются процессоры Kunpeng 920 суммарной производительностью 2995.2 Гфлопс, а также операционная система OpenEuler.
В ходе проекта была проведена адаптация научных вычислительных программ с архитектуры x86 на ARMv8.2, таких как:
- PARMONC — библиотека для реализации технологии распределённого численного статистического моделирования на массивно параллельных вычислительных системах;
- ELSHOW — программа для численного статистического моделирования процесса развития электронных лавин в газе на массивно-параллельных вычислительных системах.
Тестирование продемонстрировало, что по ряду сценариев ARM-серверы могут полноценно составить конкуренцию решениям на основе архитектуры x86. Реализация подобных проектов способствует внедрению и развитию инновационных технологий в научных исследованиях.
Следующим шагом должна стать оптимизация программ с учетом особенностей ARM-архитектуры. Для реализации типичных вычислительных операций, по мнению специалистов Huawei, целесообразно использовать математическую библиотеку Huawei, которая содержит высокоэффективные (с учетом архитектуры платформы) математические процедуры.
Микросхемы с пониженным энергопотреблением, на основе архитектуры ARM, установлены сегодня в большинстве смартфонов и планшетных компьютеров. Растёт интерес к использованию данной архитектуры в серверных решениях, хотя ранее считалось, что её основная область применения – это чипы мобильных устройств.
По мере того, как компаниям приходится задаваться вопросом энергоэффективности их вычислений, вариант использования процессоров с большим количеством экономичных вычислительных ядер становится всё более привлекательным. Например, японский суперкомпьютер «Фугаку» занял первое место в рейтинге Top500 самых мощных общественно известных вычислительных систем мира. В суперкомпьютере используются микропроцессоры Fujitsu A64FX. Они основаны на архитектуре ARM версии 8.2A. Заявленная пиковая производительность составляет 0,54 эксафлопс.
Проект Huawei – СО РАН при ИВМиМГ показал, что эффективная с точки зрения энергопотребления архитектура ARM может служить основой для построения суперкомпьютеров, необходимых в научных исследованиях, аналогично японскому «Фугаку».
Михаил Марченко, директор ИВМиМГ, говорит: «Мы рассчитываем на создание совместной лаборатории с компанией Huawei с целью построения связующей цепочки между решениями компании и научными разработками институтов Новосибирского Академгородка».
Лю Юй, директор департамента интеллектуальных вычислений Huawei в России, подчеркнул: «Проект показал высокую эффективность работы учёных на оборудовании Huawei. Мы надеемся на дальнейшее расширение сотрудничества с научными организациями России».
Демонстрация кластера во время посещения ИВМиМГ делегацией представителей Huawei во главе c г-ном Лю Юй, директором департамента интеллектуальных вычислений Huawei в России
О компании
Компания Huawei, основанная в 1987 году, — ведущий мировой поставщик интеллектуальных устройств и инфраструктурных решений в области информационно-коммуникационных технологий. В компании работают более 194 тысяч сотрудников, она имеет представительства более чем в 170 странах и регионах и обслуживает свыше трех миллиардов человек по всему миру.
*
Об Институте Вычислительной Математики и Математической Геофизики Сибирского Отделения Российской Академии Наук
10 января 1964 г. Гурий Иванович Марчук, 38-летний член-корреспондент Академии Наук СССР, издал исторические приказы № 1 и № 2 по Вычислительному Центру СО АН СССР, в соответствии с которыми он приступил к обязанностям директора и утвердил состав персонала Института в количестве 177 человек. В 1997 году ВЦ был переименован в Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН.
Институт состоит из 16 научных лабораторий, которые распределены по четырем направлениям:
- Вычислительная математика
- Математическое моделирование
- Параллельные и распределенные вычисления
- Информационные системы
На базе ИВМиМГ функционируют четыре кафедры Новосибирского государственного университета: вычислительной математики, математических методов геофизики, вычислительных систем и параллельных вычислений.
