¿Será Roadrunner los últimos vítores del celular? - Calendae | Informática, Electrónica, CMS, Ciberseguridad

¿Será Roadrunner los últimos vítores del celular?

Hola, un placer verte por aquí. Te escribe Simón Sánchez y esta vez te voy a hablar sobre ¿Será Roadrunner los últimos vítores del celular?

Con todo el ajetreo reciente acerca de la aceleración GPGPU en la computación de alto rendimiento, es fácil olvidar que Roadrunner, la supercomputadora más poderosa del mundo, depende de una marca diferente de acelerador. La máquina del Laboratorio Nacional de Los Alamos utiliza 12,960 CPU IBM PowerXCell 8i conectadas a 6,480 procesadores AMD Opteron de doble núcleo para ofrecer un rendimiento de 1,1 petaflop en Linpack.

Debido a la gran disparidad en el rendimiento de punto flotante entre el procesador PowerXCell 8i y Opteron, la gran mayoría de las capacidades de punto flotante del Roadrunner residen en procesadores Cell. Cada PowerXCell 8i proporciona más de 100 gigaflops de doble precisión por chip, lo que significa que Opteron solo aporta alrededor del 3 por ciento de los FLOP de la supercomputadora híbrida.

Sin embargo, algunos de estos FLOPS ya se han utilizado. Esta semana, Los Alamos anunció que el laboratorio ha completado su fase de «revisión» para Roadrunner. Desde que se instaló la máquina en mayo de 2008, esto ha permitido a los investigadores durante más de un año experimentar con algunas aplicaciones científicas excelentes.

Estos códigos científicos no clasificados incluían una simulación del universo en expansión, una exploración filogenética de la evolución del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), una simulación de interacciones de plasma láser para la fusión nuclear, un modelo de nanocables a nivel atómico. , un modelo de «reconexión magnética, «Y una simulación de dinámica molecular de cómo se comportan los materiales bajo estrés extremo. Todos estos códigos pudieron hacer un buen uso del rendimiento de petaescala del Roadrunner».

Ahora que el período de revisión ha terminado, la NNSA se moverá para solicitar esos FLOP para simulaciones de armas nucleares. Dado que estas aplicaciones son obviamente de naturaleza clasificada, es poco probable que escuchemos mucho sobre sus resultados específicos. Los códigos de ciencia abierta todavía tendrán una grieta en la máquina, pero dado que la misión principal de Roadrunner es apoyar la disuasión nuclear de EE. UU., Las cargas de trabajo no clasificadas probablemente se moverán al final de la línea.

La pregunta más importante es ¿cuáles son las perspectivas a largo plazo de una arquitectura de sistema híbrida x86-Cell y el procesador Cell en general para el ámbito de la informática de alto rendimiento? A diferencia de las GPU o FPGA, los procesadores Cell contienen su propio núcleo de CPU (un PowerPC) junto con ocho unidades de coprocesamiento SIMD, llamadas Elementos de procesamiento sinérgico (SPEs), por lo que el chip representa una arquitectura más completamente funcional que la competencia. A pesar de esta ventaja, la penetración de Cell en la informática general se ha mantenido bastante limitada. Aunque el procesador Cell original fue la base para la consola de juegos PlayStation3, y la variante PowerXCell de doble precisión mejorada encontró un hogar en los blades HPC, ninguna versión es un chip base en el mismo sentido que la CPU x86 o las GPU genéricas. El resultado es que las soluciones basadas en células se encuentran dispersas de forma bastante desordenada en el panorama de HPC.

Además del sistema Roadrunner de alto perfil, IBM también ofrece un blade de celda QS22 independiente, que se implementa en un puñado de sitios, incluido el Centro Interdisciplinario de Modelado Matemático y Computacional de la Universidad de Varsovia y Repsol YPF, una compañía petrolera y de gas español. Aparentemente, estos sistemas se encuentran entre los más eficientes energéticamente, y el sistema de Varsovia se encuentra actualmente en la cima de la Verde500 lista. Hay otras tarjetas aceleradoras Cell disponibles de Mercury Computer Systems, Fixstars y Sony, pero todavía no he oído hablar de ninguna implementación de HPC destacada que resulte de estos productos.

Ciertamente, existen herramientas para los desarrolladores de procesadores celulares, pero no ha surgido un entorno estándar. Esto es muy importante ya que la naturaleza heterogénea de la arquitectura de Cell significa que la programación es inherentemente más difícil. IBM, por supuesto, proporciona su propio kit de desarrollo de software de arquitectura. Fuera de Big Blue, Mercury Computer Systems tiene un SDK Multicore Plus compatible con celdas, y el proveedor de software Gedae vende un compilador. RapidMind ofrece soporte para Cell en su plataforma de desarrollo multinúcleo, pero como la empresa fue adquirida por Intel, es probable que sus días de amantes de los teléfonos móviles estén llegando a su fin. El fabricante de software francés CAPS tenía planes de ofrecer soporte de Cell en su suite de desarrollo de muchos núcleos HMPP este año, pero eso no sucedió.

Con la arquitectura de GPU Fermi de NVIDIA preparada para hacer una gran entrada en la informática de alto rendimiento en 2010, IBM tendrá que tomar la decisión de agregar aceleración de GPU a su línea de servidores HPC existente. El servidor rival HP aparentemente ya se ha comprometido a incluir hardware Fermi en sus ofertas. Georgia Tech anunció la semana pasada que HP y NVIDIA proporcionarían al instituto una supercomputadora subpetaflop a principios de 2010. Ese sistema se basará en servidores Intel Xeon acelerados por procesadores Fermi. Otros proveedores de HPC, incluido Cray, han anunciado planes para introducir Fermi en sus líneas de productos. Si las GPU se convierten en el acelerador principal de los servidores HPC, IBM se verá obligada a hacer lo mismo.

Esto no quiere decir que IBM renunciará a su chip Cell de cosecha propia. Big Blue tiene la tradición de ofrecer un buffet de arquitectura a sus clientes, especialmente en el mercado de HPC. Hoy en día, la compañía tiene productos de servidor de alta gama basados ​​en CPU x86, Blue Gene SoC (basado en PowerPC), CPU de potencia y procesador Cell. Agregar hardware acelerado por GPU no significaría necesariamente abandonar el Cell.

Por otro lado, IBM debe considerar si quiere reinvertir en la arquitectura para mantenerse al día con los últimos números de rendimiento de GPU de NVIDIA y AMD, lo que significaría obtener un procesador de celda única para ofrecer cientos de gigaflops de rendimiento de doble precisión. . IBM ciertamente es capaz de construir un chip de este tipo, pero hay pocas razones para hacerlo. Sin una base de clientes establecida que clame por supercomputadoras equipadas con Cell y con un volumen relativamente pequeño de chips Cell para aprovechar las piezas de alta gama, es difícil imaginar que Big Blue duplicará su apuesta Cell.

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