Ресурсы
Компьютерное ядро
Компьютерное ядро включает два мощных суперкомпьютеров компании Sun Microsystems. Суммарная пиковая мощность компьютеров составляет свыше 100 гигафлоп, с возможностью легкого наращивания за счет добавления процессорных модулей до нескольких сотен гигафлоп. В качестве платформы для решения наиболее сложных в вычислительном отношении задач использован самый мощный на сегодня суперкомпьютер компании Sun Microsystems – Sun Fire 15000.
Схема cуперкомпьютерного вычислительного центра ЮНИИ ИТ >>
Этот мультипроцессорный компьютер выполнен в архитектуре SMP, которая в наибольшей степени соответствует потребностям многомерных вычислительных задач с сильно связанными данными, к которым относятся многие стратегически значимые задачи ЮНИИ ИТ – геоинформатики, космической информатики, сейсморазведки и ряд других. Суперкомпьютер Sun Fire 15000, создание которого было завершено в 2001 г., обладает набором основных характеристик на уровне лучших образцов компьютерной мировой техники, а по ряду показателей и превосходит модели конкурентов.
Суперкомпьютер Sun Fire 15000 построен по иерархическому принципу, позволяющему наращивать вычислительную мощность в широких пределах с без значительной потери производительности на межпроцессорное взаимодействие.
Первый уровень иерархии представлен вычислительными модулями, состоящими из четырех процессоров UltraSPARC III c тактовой частотой 900 МГц, и оперативной памяти объемом 32 Гбайт, а также модулями ввода-вывода, поддерживающими интерфейсы Ethernet 10/100, Gigabit Ethernet, Fibre Channel, SCSI.
Sun Fire 15000 оснащен 18 слотами для установки вычислительных модулей и 18 слотами для установки модулей ввода-вывода, что дает в максимальной конфигурации 72 процессора и память объемом 576 Гбайт.
На втором уровне иерархии вычислительные модули и модули ввода-вывода объединяются с помощью межкомпонентного коммутатора Sun Fireplane, представляющего три матрицы 18х18 для независимой коммутации данных, адресов и контрольной информации. Пиковая производительность коммутатора в 172,8 Гбайт/с и 43,2 Гбайт/с в установившемся режиме обеспечивают неблокирующую работу процессоров с модулями памяти, независимо от того, расположены они на одном модуле или нет. Данная сбалансированная архитектура позволяет суперкомпьютеру Sun Fire достигать реальной максимальной производительности Rmax по тесту Linpack, применяемого для компьютеров данного класса, в 107,5 Гигафлоп. Это составляет 83% от теоретической пиковой производительности компьютера в 129,6 Гигафлоп – очень высокий коэффициент полезного действия по сравнению с суперкомпьютерами данного класса других производителей, эффективно использующих обычно не более 60% мощности процессоров компьютера.
Суперкомпьютер Sun Fire 15000 обеспечивает высочайшую надежность на уровне 99,999% за счет полного дублирования аппаратного обеспечения, «горячей» замены процессоров, возможности сервисного обслуживания без остановки. Динамическая доменная архитектура компьютера позволяет гибко распределять ресурсы между отдельными вычислительными задачами или группами задач. Каждый домен, включающий несколько вычислительных модулей и модулей ввода-вывода и представляющий виртуальный компьютер, полностью изолируется на аппаратном уровне от других доменов, что обеспечивает необходимый уровень надежности при сохранении требуемой гибкости. Динамические домены Sun Fire 15000, управляемые администратором системы, позволят выделять каждой группе задач ЮНИИ ИТ (геоинформатика, космическая информатика и т.д.) стлько ресурсов, сколько им действительно требуется, обеспечивая полную защиту и независимость.
Первый этап развития ВЦ предусматривает установку 12 вычислительных модулей и 6 модулей ввода-вывода, что полностью удовлетворит текущие потребности ЮНИИ ИТ в вычислительных ресурсах и оставит достаточный запас для ее последующего наращивания по мере развития института.
Второй суперкомпьютер в предложенном решении представляет кластерный суперкомпьютер, построенный на базе 12-ти двухпроцессорных узлов Sun Fire 280R и кластерного программного обеспечения Sun Cluster 3.0.
В каждом сервере Sun Fire 280R установлено два процессора UltraSPARC III+ 900МГц Cu и два гигабайта оперативной памяти, а также два жестких диска с интерфейсом Fibre Channel емкостью 36 ГБ.
Межузловое соединение осуществляется по Gigabit Ethernet. Кластеры Sun Fire 280R/Sun Cluster 3.0 позволяют эффективно решать задачи со слабыми связями по данным, которые поддерживаются через общие дисковые накопители. Кластерное программное обеспечение Sun Cluster 3.0 может обеспечивать как повышенную надежность суперкомпьютера, то есть режим высокой доступности, high availability – за счет автоматического активизации вычислительных задач отказавшего узла на рабочем узле, так и режим повышенной производительности, high performance – за счет запуска нескольких копий задачи на нескольких узлах кластера.
Очень важно, что при необходимости узлом кластера может быть и один из доменов SMP-компьютера Sun Fire 15000, это позволяет рассматривать все вычислительные ресурсы центра как общий пул, распределяемый между задачами по единой политике.
Программная система Sun Grid Engine 5.2.2 позволит специалистам ЮНИИ ИТ разрабатывать распределенные приложения, использующие любые доступные вычислительные ресурсы, нещависимо от из места расположения – в доменах SMP- компьютера, узлах кластера или удаленных компьютерах, связанных с вычислительным центром локальной сетью или Интернет.
С периферийными устройствами, такими как графические терминалы, выделенные серверы, а также между собой суперкомпьютеры соединяет локальная сеть Gigabit Ethernet, причем технология агрегирования каналов позволяет достигать скорости обмена между узлами сети до 4 Гбит/с в дуплексном режиме. Локальная сеть полностью коммутируемая, что обеспечивает ее высокую производительность, требуемую для эффективной работы вычислительного центра в целом. Сеть хранения информации (Storage Area Network, SAN)
Сеть хранения информации включает трехуровневую систему накопителей (дисковые массивы, ленточная библиотека и оптическая библиотека CD/DVD) и позволяющая надежно хранить десятки терабайт данных.
Подключение накопителей к суперкомпьютерам выполнено с помощью коммутаторов технологии Fibre Channel по топологии с избыточными связями, повышающими производительность и делающими сеть хранения устойчивой к отказам. Использование такой прогрессивной технологии как SAN обеспечивает высокую степень гибкости использования устройств хранения информации – любой процессор SMP-компьютера и любой узел кластера могут получать независимый и высокоскоростной доступ к любому диску. Это позволяет применять разнообразные схемы разделенного и выделенного доступа к дисковому пространству, а также к данным на лентах и оптических дисках, при этом выбор схемы диктуется программным обеспечением в зависимости от потребностей набора задач вычислительного центра. На первом этапе создания вычислительного центра ЮНИИ ИТ к сети хранения образом подключен SMP-компьютер Sun Fire 15000, а непосредственное подключение кластерного компьютера к этой сети будет осуществляться на последующих этапах. Общий объем системы хранения составляет несколько десятков Терабайт, при этом имеется возможность миграции данных с одного уровня на другой в автоматическом режиме.
Система резервного копирования
Система резервного копирования выполнена на основе программного обеспечения компании Legato - ведущего поставщика средств данного класса. Предлагаемое ПО построено на модульной основе и позволяет реализовывать различные схемы резервного копирования, архивирования и миграции данных, отличающиеся функциональными возможностями и производительностью. Серверная часть ПО Legato работает на выделенном сервере Sun Fire V880, предназначенного для поддержки бах данных и особо важных приложений. Сервер Sun Fire V880 подключен к сети хранения FibreChannel, а также к локальной сети Gigabit Ethernet, что обеспечивает ему доступ ко всем накопителям вычислительного центра.
Основной режим работы системы резервного копирования – server less/LAN free, что означает, что средства копирования получают доступ к накопителям без участия процессоров основных компьютеров, а также без создания нагрузки на локальную сеть. Такой режим полностью разгружает компоненты вычислительного центра – процессоры и средства сетевого обмена – от дополнительной нагрузки, создаваемой процессом резервного копирования, позволяя использовать их полностью для выполнения основной работы.
На первом этапе по этой схеме будет выполняться резервное копирования для дисковых накопителей, используемых суперкомпьютером Sun Fire 15000, а в дальнейшем – и для накопителей кластерного суперкомпьютера.
Терминальная система
Терминальная система Sun RAY 150 представляет собой централизованное и надежное решение для интерактивного взаимодействия пользователей вычислительного центра с программными процессами, протекающими в суперкомпьютерах.
Терминальная система состоит из графических терминалов с клавиатурой и мышью, подключаемых с помощью встроенных адаптеров к локальной сети центра.
Центральная часть системы представляет собой программное обеспечение, работающее на одном из серверов центра и выполняющее работу по поддержанию графического интерфейса между приложениями и аппаратным терминалом.
Централизованная архитектура позволяет отказаться от использования ненадежных персональных компьютеров в качестве графических терминалов, а также дорогостоящих X-терминалов.
Интернет-портал
Интернет-портал выполнен на отдельном сервере Sun Fire V880, соединенном с суперкомпьютерами локальной сетью Gigabit Ethernet.
Многопроцессорная архитектура Sun Fire V880 (от двух до восьми процессоров UltraSPARC III), встроенная дисковая подсистема и отказоустойчивые компоненты позволяют эффективно использовать этот сервер для организации крупных Web-сайтов и порталов Интернет, работающих с большими базами данных и выдерживающих интенсивные обращения.
Сервер портала отделен от Интернет межсетевым экраном высокой производительности (второй этап построения вычислительного центра).
Система управления
Система управления Sun Management Center обеспечивает управление аппаратным и программным обеспечением вычислительного центра из единого центра.
| 
Главная / Структура / Центры / Вычислительный центр / Ресурсы / 
