Cray XC series

Cray XC series

Cray XC series - суперкомпьютеры, предназначенные для работы с требовательными рабочими нагрузками, требующими устойчивой производительности в несколько петафлопсов.

В составе СК:

• высокопроизводительный сетевой интерконнект Cray Aries
• процессоры Intel Xeon,
• сопроцессоры Xeon Phi Intel
• ускорители GPU NVIDIA Tesla.

Cray XC40, (2016)

Суперкомпьютер Cray XC50 обеспечен ускорителями GPU и сочетает производительность на основе графических процессоров PCIe Tesla P100 от NVIDIA с высокопроизводительным программным сетевым окружением Cray Aries. Система демонстрирует пиковую производительность в 500 петафлопсов. 1 петафлопс - один шкаф.

Cray XC40 предлагает комбинацию интерконнекта Cray Aries и топологии сети Dragonfly. В составе системы многоядерные процессоры, интегрированные опции ускорения ввода/вывода, операционная система Cray и программное окружение. Все это обеспечивает производительность до 100 петафлопсов.

Модель Cray XC40-AC оснащена воздушным охлаждением. Имеет менее плотные шкафы, без необходимости использования жидких теплоносителей или дополнительных воздуховодов. Сокращенная топология сети содействует снижению затрат.

2017: Доступность в облаке Azure

Корпорация Microsoft и разработчик суперкомпьютеров Cray в октябре 2017 года договорились о предоставлении вычислительных мощностей суперкомпьютеров Cray XC и Cray CS в облаке Microsoft Azure. По условиям соглашения, суперкомпьютеры Cray будут подключены непосредственно к Azure, интегрированы с виртуальными машинами Azure и хранилищем Azure Data Lake, а также с технологиями искусственного интеллекта и машинного обучения Microsoft. Подробнее здесь.

2013: Cray XC30-AC

Cray XC30-AC предназначен для заказчиков, желающих получить мощь системы уровня HPC, с учётом приемлемых затрат. Особенность этой системы: она построена на платформе более дорогой модели.

Суперкомпьютер рассчитан на потребности вычислительной мощности от ста до 1 тыс. сотрудников. В составе базовой конфигурации одна вычислительная стойка, максимальная - шесть, с 1024 процессорами. В компании полагают, что Cray XC30-AC станут покупать компании, входящие в список Fortune 1000, небольшие университеты, федеральные агентства и научные центры.

Вычислительная мощность системы может составить от 22 до 176 Терафлопс.

Управление

Управляет компьютером Cray XC30-AC операционная система Cray Linux, она поставляется с инструментами для разработки приложений, помогающими использовать вычислительную мощность изделия.

Охлаждение

В Cray XC30-AC применяется воздушное охлаждение. В одной стойке для охлаждения используется один вентилятор, который прогоняет воздушный поток по всей высоте. В системе отсутствуют оптоволоконные соединения.

Вычислительный модуль Cray XC30

Наследие

Разработчики включили в состав системы базовые аппаратные и программные компоненты, заимствованные у более дорогой модели XC-30. Это относится к процессорам: XC30-AC поддерживает установку процессоров Intel Xeon, сопроцессоров Intel Xeon Phi и ускорителей Nvidia Tesla.

Сетевая топология решения

Цена

Стоимость решения Cray XC30-AC начинается с отметки в $500 тыс. и достигает $3 млн.

Вычислительный комплекс Cray XC30-AC из четырех стоек

Доставка и монтаж Cray XC30 в Swiss Center for Scientific Computing

2012: Cray XC30

Компания Cray сообщила осенью 2012 года о создании суперкомпьютера XC30, производительность которого в зависимости от конфигурации может составлять до 100 Петафлопс.

XC30, построенный на процессорах Intel Xeon, может включать до миллиона (!) вычислительных ядер. В будущем компания планирует предлагать рынку конфигурацию ХС30, в которой процессоры Intel будут работать совместно с дополнительными вычислительными элементами – сопроцессорами Intel Phi и ускорителями AMD Tesla.

Заявление компании означает, что Cray может создать систему с производительностью 100 Петафлопс, если на таковую найдется покупатель. Заказы на ХС30 уже поступили – в частности, от Национального суперкомпьютерного центра Швейцарии, Центра энергетических исследований США и Центра высокопроизводительных вычислений университета Штутгарта, но пока никто не заказал систему в максимальной конфигурации.

Cray XC30 теоретически может быть самым мощным суперкомпьютером планеты, но практически система в конфигурации с производительностью, способной претендовать на лидерство в топ 500, пока не создана и даже еще не заказана.

Cray XC30 в сражении за виртуальное лидерство идет «ноздря в ноздрю» с китайскимTianhe-2, заявленная производительность которого также составляет 100 Петафлопс и который также пока не существует – работы по его созданию только начаты, их планируют завершить в 2015 году.

Дополнительную интригу гонке придает тот факт, что система Tianhe-1А уже становилась самой производительной на планете (с ноября 2010 г. по июнь 2011 г.), а пальмой первенства система Cray Jaguar обладала с ноября 2008 г. по ноябрь 2009 г. и, судя по всему, достанется суперкомпьютеру этой компании в ноябре 2012.

Напомним, что рейтинг Тор 500 Supercomputing официально обновляют дважды в год – в июне и в ноябре. Поэтому пока в него не попал даже уже запущенный суперкомпьютер Cray Titan (20 Петафлопс) и сегодняшний день рейтинг все еще возглавляет IBM Seqoia (16,7 Петафлопс).

Заметим, что обе системы могут так никогда и не возглавить рейтинг. Ведь существуют и другие компании, обладающие компетенциями для создания систем с топовой производительностью, например, в рейтинге лидировали суперкомпьютеры IBM, Fujitsu, Hitachi и NEC, в нем также присутствуют системы Dell, Hewlett-Packard, SGI и других производителей.

В суперкомпьютерах Cray обмен данными ускорится вчетверо

При проектировании следующего поколения своих суперкомпьютеров в компании Cray задались целью радикально повысить скорость ввода-вывода на каждом узле. В суперкомпьютерах Cray — XC30 — будут использоваться межсоединения нового типа под названием Aries и новая топология маршрутизации, которые вместе обещают резко увеличить внутреннюю пропускную способность.

«Повысить скорость ввода-вывода важно, так как чем быстрее становятся процессоры, тем интенсивнее должен быть обмен данными с ними, чтобы поддерживать их в загруженном состоянии, — объясняет Барри Болдинг, вице-президент по маркетингу Cray. — Скорость обмена данными с узлом выросла, и возможности сети должны соответственно вырасти».

Cray XC30 должен выйти в начале следующего года. Это будет первый из линейки суперкомпьютеров XC, которые планируется выпустить в ближайшие пять лет. Приоритет в новой архитектуре, разрабатываемой уже больше шести лет, отдается повышению глобальной пропускной способности, которую Болдинг описывает как «способность машины обрабатывать тяжелые нагрузки в условиях интенсивного обмена данными между всеми ее процессорами».

Благодаря новым межсоединениям каждый узел теперь может выполнять по 120 млн операций чтения/записи в секунду, тогда как у предыдущего поколения систем Cray, XK, этот показатель составлял 30-40 млн операций.

Каждый узел в новой системе получает свой отдельный блок межсоединений Aries на 48 портов. Уникальная особенность такого блока в том, что он выполняет одновременно функции сетевого адаптера и маршрутизатора, предоставляя каждому узлу прямой доступ ко всем остальным узлам системы, объясняет Болдинг.

Cray продала Intel свои наработки в области технологии межсоединений, в том числе большую часть интеллектуальной собственности по Aries, в мае за 140 млн долл. Основой Aries служит шина PCIe-3, которой отдают предпочтение в Intel.

Архитектура внутренней сети XC, соединяющей все узлы системы, выполнена по новой прямой топологии Dragonfly. Ей требуется меньше оптических каналов и не нужны внешние коммутаторы верхнего уровня. Dragonfly разработана по итогам исследования, проведенного специалистами по сетям из Стэнфордского университета совместно с инженерами Cray.

Помимо традиционных пользователей суперкомпьютеров — Пентагона и научных учреждений, Cray предлагает новые системы нефтяным компаниям, производителям крупногабаритного оборудования и другим большим корпоративным заказчикам, которым нужны мощные вычислительные системы для исследований.

Минимальная стоимость XC30 — 500 тыс. долл. В будущем году Cray также предложит меньшую модель для бизнес-применений, сообщил Болдинг.

Многие из технологий XC30, в том числе Aries, частично разработаны на деньги гранта, присужденного Cray в рамках программы High Productivity Computing System Агентством перспективных оборонных исследований DARPA. «Задача этой программы — создать следующее поколение высокопродуктивных суперкомпьютерных систем», — сообщил Болдинг.

Каждый шкаф XC30 обеспечивает быстродействие 66 TFLOPS. А максимальная мощность системы, которую можно построить из таких шкафов, составляет более 100 PFLOPS. Шкаф содержит три шасси по 16 компьютерных лезвий в каждом. Каждое лезвие — это четыре узла. Всего в системе может быть до 92 544 узлов, имеющих по 128 Гбайт оперативной памяти DDR3.

Вначале в Cray для своей новой системы воспользуются процессорами Intel Xeon E5-2600. А со временем в XC можно будет устанавливать сопроцессоры Intel Xeon Phi и графические чипы Nvidia Tesla на основе архитектуры следующего поколения Kepler.

В суперкомпьютерах XC применяется новая воздушно-водяная схема охлаждения, благодаря ей суперкомпьютер не нужно размещать по схеме чередования холодных и горячих рядов.

На новом суперкомпьютере будет работать программный пакет Cray Linux Environment, в который входит ядро Linux, файловая система Lustre, язык программирования с поддержкой распараллеливания Chapel и планировщик заданий SLURM (Simple Linux Utility for Resource Management).

Cray уже продала шесть экземпляров XC30. В числе покупателей — Швейцарский национальный суперкомпьютерный центр, Финский научный центр ИТ, Национальный вычислительный центр Министерства энергетики США и Центр высокопроизводительных вычислений Штутгартского университета.