IBM Sequoia

Американский суперкомпьютер IBM Sequoia, установленный в Ливерморской национальной лаборатории, стал летом 2012 года мощнейшим в мире с производительностью 16,32 петафлопс (квадриллионов операций в секунду), вернув лидерство в этой области США.

Система Sequoia обошла по производительности японский K Computer, который по сравнению с прошлым рейтингом (ноябрь 2011 года), не подвергался модернизации и имеет ту же максимальную производительность 10,51 петафлопс, что переместило K Computer на второе место.

Суперкомпьютер-победитель использует архитектуру IBM BlueGene/Q и насчитывает 1,5 млн вычислительных ядер. Система занимает 96 стоек. Sequoia также признан одним из самых энергоэффективных суперкомпьютеров.

Самый быстродействующий суперкомпьютер России - "Ломоносов" занял 22 место с показателем максимальной производительности 0,9 петафлопс. Всего в июньский список Top500 вошло пять российских суперкомпьютеров.

Top500 — не единственный рейтинг суперкомпьютеров: в 2010 году появился Graph 500, в котором системы оцениваются по способности обрабатывать Большие Данные. И если первую строчку в Top500 занял Cray, то в нынешнем Graph 500 лидером стал суперкомпьютер IBM Sequoia Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе.Метавселенная ВДНХ 3.4 т

Тесты Graph 500 позволяют оценить, насколько быстро система способна обходить случайную выборку адресов в памяти, объясняют разработчики рейтинга. При интенсивной обработке данных пропускная способность памяти часто важнее, чем чисто вычислительное быстродействие.

При тестировании суперкомпьютеру дается на обработку большой разветвленный граф. Задача — по заданной вершине графа обнаружить остальные путем обхода ребер. Sequioia перебирает 15 263 млрд вершин в секунду, тогда как в первой редакции списка от 2010 года рекорд был всего 7 млрд. Девять из десяти верхних строчек нынешнего перечня Graph 500 занимают системы IBM BlueGene/Q. Предыдущие суперкомпьютеры IBM, BlueGene/L, были больше рассчитаны на операции с плавающей запятой, и поэтому в Graph 500 они ниже.

Список Graph 500, как и Top500, публикуется дважды в год. Включение в список добровольное, и пока еще 500 участников не набралось. Но если в первой редакции было всего девять строк, то сейчас уже 124. Россию в рейтинге представляют четыре суперкомпьютера, лидер, занимающий 39-ю позицию, — «Ломоносов» из МГУ.

2015: IBM Sequoia воспроизвел тектонические процессы Земли

9 декабря 2015 года компания IBM сообщила о работе ученых Техасского университета в Остине, Исследовательского центра IBM Research, Нью-Йоркского университета и Калифорнийского технологического института и реалистичном воспроизведении процессов внутри Земли, управляющих тектоникой плит на суперкомпьютере «Sequoia» IBM BlueGene/Q.

Sequoia IBM BlueGene/Q на этапе монтажа (2012)

Ученые сотрудники IBM получили премию Гордона Белла за самое реалистичное воспроизведение процессов в недрах Земли, которое может стать ключом к пониманию причин возникновения землетрясений и вулканов.

Результат достигнут посредством алгоритмов, выполняемых вычислительной системой «Sequoia» IBM BlueGene/Q, расположенной в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса.

Группа исследователей разработала алгоритмы для математического метода расчета, так называемого «неявного решения», которые помогли создать реалистичную модель элементов Земли в беспрецедентном разрешении и высокой точностью. Ученым удалось предсказать движение земных плит и воздействующих на них сил, и одновременно воспроизвести процессы в недрах Земли. В составе созданной модели более 600 млрд нелинейных уравнений - большое достижение в вычислительной науке и проектировании.

Вычислительная система «Sequoia» состоит из 96 стоек IBM BlueGene/Q. Теоретическая производительность 20,1 петафлопс. Каждая стойка состоит из 1024 вычислительных узлов, на которых располагаются микросхемы 16-ядерных процессоров на платформе POWER, созданных для обработки больших данных с частотой 1,6 ГГц.

Группа разработала код, с помощью которого достигнуты 97% параллельной эффективности масштабирования программы решения до 1,6 млн ядер – это мировой рекорд. Такой результат получен в результате переосмысления вычислительного подхода: от математической модели и численных методов к массированной параллельной реализации. Группа создала численный метод, способный одновременно охватить большое число различных масштабов, использующихся при описании мантии Земли, и, в то же время, эффективно использующий массивно-параллельную архитектуру суперкомпьютера BlueGene/Q.

Этот успех поможет ответить на некоторые фундаментальные вопросы, например, каковы главные причины движения плит и какие процессы приводят к сильным землетрясениям. Майкл Гернис, директор сейсмологической лаборатории Калифорнийского технологического института, профессор

В то время как общепринятая точка зрения полагает, что эффективное решение систем существенно нелинейных уравнений на системе из миллионов ядер практически недостижимо, мы показали, что постепенная реконструкция дискретизации, алгоритмов, решателей и инструментов реализации делает это возможным. Георг Стадлер, профессор Курантовского института математических наук Нью-Йоркского университета

Этот механизм применим к гораздо более широкому классу моделей в науке и проектировании, включающих комплексный многомасштабный режим работы. Омар Гаттас, директор Центра вычислительных геонаук в Институте вычислительного проектирования и наук, профессор геологических наук и механического проектирования Техасского университета, Остин

Мы только начинаем демонстрировать, как комбинация передовых алгоритмов, использование суперкомпьютера, анализ больших данных, собранных с сенсорных датчиков и устройств «Интернета вещей» могут помочь реалистично воспроизводить наиболее критичные нелинейные разнородные силы природы. Мы исследуем новые способы использования большого количества доступных сенсорных данных и их когнитивной обработки по заданной теме. Это позволит специалистам-практикам сократить количество времени, требуемое для разработки решения, с нескольких лет до недель и даже дней в любой области, начиная с изобретения новых материалов до открытия новых, ранее неосвоенных источников энергии. Костас Бекас, руководитель отдела основ когнитивных вычислений IBM Research, Цюрих

Об исследовании поведали авторы научной работы:

• Йохан (Иоганн) Руди – Техасский университет в Остине
• Кристиано И. Малосси – IBM Corporation
• Тобин Исаак – Техасский университет в Остине
• Георг Стадлер – Нью-Йоркский университет
• Майкл Гернис – Калифорнийский технологический институт
• Питер У.Дж. Стаар – IBM Corporation
• Ив Инайхен – IBM Corporation
• Костас Бекас – IBM Corporation
• Алессандро Куриони – IBM Corporation
• Омар Гаттас – Техасский университет в Остине