Inside Tsubame - the Nvidia GPU Supercomputer

عندما تدخل غرفة الكمبيوتر في الطابق الثاني من مبنى الكمبيوتر الخاص بمؤسسة طوكيو للتقنية ، لن تصاب بسرعة بحجم ثاني كمبيوتر عملاق في اليابان. لا يمكنك رؤية الكمبيوتر Tsubame لوحدات تكييف الهواء الصناعية التي تقف في طريقك ، ولكن هذا في حد ذاته يقول. ومع وجود أكثر من 30،000 من نوى المعالجة ، تستهلك الماكينة ميغاوات من الطاقة وتحتاج إلى الاحتفاظ بها باردة.

تم تصنيف تسوبام في المرتبة 29 أسرع حاسوب فائق في العالم في الترتيب الأخير لأفضل 500 مرتبة بسرعة تصل إلى 77.48T. عمليات النقطة العائمة في الثانية الواحدة) على معيار لينباك القياسي في الصناعة.

في حين أن موقعها جيد نسبياً ، فهذا ليس ما يجعلها مميزة جداً. الشيء المثير للاهتمام حول Tsubame هو أنها لا تعتمد على قوة المعالجة الأولية لوحدات المعالجة المركزية (وحدات المعالجة المركزية) وحدها لإنجاز عملها. تضم Tsubame مئات المعالجات الرسومية من نفس النوع المستخدم في أجهزة الكمبيوتر الشخصية المستهلكة ، وتعمل إلى جانب وحدات المعالجة المركزية في بيئة مختلطة يقول البعض إنها نموذج للحواسب العملاقة المستقبلية التي تخدم تخصصات مثل كيمياء المواد.

[المزيد> Reading: أفضل صناديق NAS لتدفق الوسائط والنسخ الاحتياطي]

تعالج معالجات الرسوم (GPUs) أداءً جيدًا في إجراء نفس الحسابات بسرعة على كميات كبيرة من البيانات ، حتى تتمكن من عمل بعض المشكلات في مجالات مثل الديناميكيات الجزيئية ومحاكاة الفيزياء ومعالجة الصور.

"أعتقد في الغالبية العظمى من المشاكل المثيرة للاهتمام في المستقبل ، فإن المشاكل التي تؤثر على الإنسانية حيث يأتي التأثير من الطبيعة … يتطلب القدرة على التلاعب وحساب على مجموعة كبيرة من البيانات" ، قال جين هسون هوانغ ، الرئيس التنفيذي من نفيديا ، الذي تحدث في الجامعة هذا الأسبوع. يستخدم Tsubame 680 من بطاقات رسومات Nvidia's Tesla.

ما مقدار الفرق الذي تقوم به وحدات معالجة الرسومات؟ قال تاكايوكي أوكي ، أستاذ كيمياء المواد في الجامعة ، إن المحاكاة التي كانت تستغرق ثلاثة أشهر الآن تستغرق 10 ساعات على Tsubame.

تسوبام نفسه - بمجرد تجاوز مكيفات الهواء - ينقسم إلى عدة غرف في الطوابق من المبنى وهي مكونة بشكل كبير من أنظمة Sun x4600 المثبتة على الرف. يوجد 655 منها في كل منها ، يحتوي كل منها على 16 وحدة AMD Opteron CPU داخلها ، ومجالس مسرع Clearspeed CSX600.

توجد رقاقات الرسومات في 170 وحدة رف تثبيت Nvidia Tesla S1070 التي تم شقوقها بين أنظمة الشمس. يحتوي كل نظام من أنظمة 1U Nvidia على أربع وحدات معالجة جرافيك بالداخل ، كل منها يحتوي على 240 مركز معالجة لما مجموعه 960 مركزًا لكل نظام.

تمت إضافة أنظمة Tesla إلى Tsubame على مدار أسبوع تقريبًا أثناء تشغيل الكمبيوتر. قال ساتوشي ماتسوكا ، مدير المركز العالمي للمعلومات العلمية والحاسوب في الجامعة: "اعتقد الناس أننا مجانين". "هذا هو حاسوب فائق بـ 1 مليار ين (11 مليون دولار أمريكي) يستهلك ميغاوات من الكهرباء ، لكننا أثبتنا تقنيًا أنه ممكن."

والنتيجة هي ما يسميه موظفو الجامعة بالإصدار 1.2 من الكمبيوتر العملاق "تسوبامي".

أعتقد أنه كان من الممكن أن نحقق 85 [T Flops] ، لكن نفد الوقت لذا كان 77 [T Flops] ، قال ماتسوكا من المعايير التي تم تنفيذها على النظام. في 85T Flops ، كان من الممكن أن يرتفع مكانين في أفضل 500 وتم تصنيفه في أسرع مكان في اليابان.

هناك دائما في المرة القادمة: من المقرر أن تبدأ قائمة أفضل 500 قائمة في يونيو 2009 ، وينظر معهد طوكيو للتكنولوجيا أيضا أبعد من ذلك.

"هذه ليست نهاية Tsubame ، انها مجرد بداية تسارع GPU أصبح الاتجاه السائد" ، وقال ماتسوكا. "نعتقد أنه في العالم سيكون هناك حواسيب عملاقة تسجل العديد من بيوتفلوب في السنوات القادمة ، ونود أن نتبعها."

Tsubame 2.0 ، كما يطلق عليها اسم الترقية التالية ، يجب أن يكون هنا خلال العامين المقبلين. وقال إنه سيتباهى بأداء مستدام من بيتافلوب على الأقل (يبلغ حجمه 100 ألف تيرافلوب). وقال إن التصميم الأساسي للآلة لا يزال غير مكتمل ولكنه سيواصل قاعدة الحوسبة غير المتجانسة لخلط وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسوميات.