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TACC proporciona a los investigadores capacidades de análisis de datos que promueven los descubrimientos

Hola y mil gracias por leerme. Te escribe Simón Sánchez y hoy hablaremos sobre TACC proporciona a los investigadores capacidades de análisis de datos que promueven los descubrimientos

A medida que las máquinas de los centros informáticos de alto rendimiento (HPC) aumentan su capacidad de procesamiento, pueden crear simulaciones más realistas para ayudar a estudiar y resolver problemas que afectan la vida de muchas personas. La predicción de brotes de virus y el aterrizaje de huracanes, por ejemplo, son problemas del mundo real que los científicos pueden analizar mediante algoritmos estadísticos con computadoras.

Cuando se trata de grandes conjuntos de datos, la tecnología de visualización se convierte en un factor importante que permite a los científicos analizar sus resultados. Como dice Kelly Gaither, directora, análisis de datos e información en el Centro de Computación Avanzada de Texas (TACC) en la Universidad de Texas en Austin, “Sin visualización, necesitaríamos analizar numéricamente. Deberíamos dar sentido a las pilas y pilas de ceros y unos. Tenemos en nuestro cerebro la supercomputadora más poderosa a la que puede acceder, y la tecnología de visualización nos permite aprovecharla y aprovechar nuestra coincidencia automática de patrones en tiempo real, reconocimiento de funciones y agudeza visual para dar sentido a los conjuntos de datos. Muy grande «.

Generación de nuevos descubrimientos

El Centro de Computación Avanzada de Texas ofrece amplias oportunidades para que los científicos procesen números y vean los resultados con gran detalle utilizando programas gráficos. El laboratorio de visualización de TACC sirve a investigadores de la Universidad de Texas en Austin y de todo el país, y está aumentando su impacto en la ciencia gracias en parte a su asociación con Dell. Dos de los sistemas TACC, Stallion y Longhorn, son los más grandes de su tipo en el mundo.

Stallion, una pantalla de 307 megapíxeles de monitores Dell UltraSharp ™ de 75 pulgadas, brinda a los usuarios la capacidad de ver en una pantalla en mosaico de 15’x5 ‘.

Basado en la computadora de escritorio en torre Dell XPS 720 con procesadores Intel Core 2 y gráficos duales NVIDIA 8800 GTX (G80), el grupo de pantallas permite a los usuarios acceder a más de 36 gigabytes de memoria gráfica, 108 gigabytes de memoria del sistema y 100 núcleos de Procesando. Esta configuración permite el procesamiento de conjuntos de datos a gran escala y la visualización interactiva de geometría sustancial. Se encuentra disponible un gran sistema de archivos compartidos para permitir el almacenamiento de conjuntos de datos del tamaño de una teraescala.

«La belleza de Stallion es que podemos ver las imágenes en su resolución original», dice Gaither. “Y Stallion se puede usar para una variedad de cosas. Ciertamente lo usamos para mostrar imágenes muy grandes de simulaciones cuando queremos ver la resolución de datos nativos, pero también lo usamos para fines no científicos. Stallion es el único lugar de la ciudad donde un fotógrafo de Austin puede ver sus fotos digitales con resolución nativa «.

Para los investigadores que no requieren una pantalla tan grande, TACC ofrece un área de estación de trabajo dedicada para ver con estaciones de trabajo Dell Precision 690 conectadas a pantallas LCD grandes y una sala de colaboración para videoconferencias y reuniones de grupos pequeños.

Análisis de datos de primer nivel

La empresa más reciente de TACC con Dell es Longhorn, un clúster diseñado para la visualización interactiva remota y el análisis de datos. El sistema consta de 16 nodos Dell PowerEdge R710 con 144 GB de RAM cada uno y 240 nodos de cómputo Dell PowerEdge R610, cada uno con dos procesadores Intel Xeon serie 5500 y 48 gigabytes de RAM. Los nodos de almacenamiento son servidores Dell PowerEdge R710 con procesadores Intel Xeon serie 5500. Catorce matrices de almacenamiento de conexión directa Dell PowerVault MD1000 proporcionan un sistema de archivos global de 210 terabytes, administrado por el sistema de archivos paralelo Lustre. Una estructura Mellanox InfiniBand de velocidad de datos cuádruple (QDR) proporciona interconexión.

Para acelerar el análisis de datos y permitir la visualización interactiva, Longhorn utiliza 128 unidades NVIDIA Quadro Plex S4 suministradas por Dell, cada una con cuatro unidades de procesamiento de gráficos (GPU) NVIDIA FX 5800, 16 gigabytes de memoria de gráficos y dos buses de gráficos independientes (uno por par de GPU). Cada uno de los nodos de cómputo está conectado a dos GPU dedicadas NVIDIA FX 5800 a través del bus de gráficos Quadro Plex.

«Longhorn es el grupo de pantallas interactivas remotas aceleradas por gráficos más grande del mundo», dice Gaither. “Lo construimos con una subvención de la National Science Foundation y en asociación con Dell. Dell nos ayudó a diseñar la arquitectura del clúster mediante un enfoque híbrido, combinando ciclos de CPU con unidades de procesamiento de gráficos NVIDIA «.

Tradicionalmente, la aceleración de la GPU en los grupos de pantallas la manejan las computadoras de escritorio que aprovechan las tarjetas gráficas internas. «Dell tiene un espacio de servidor muy compacto que se puede montar en bastidor en asociación con NVIDIA que nos permite tener nodos de montaje en bastidor y al mismo tiempo obtener la ventaja de rendimiento en tiempo real para las aplicaciones gráficas», dice Gaither. «Puede imaginar cuál sería el espacio ocupado por un grupo de pantallas tan potente que utiliza cientos de computadoras de escritorio: la solución Dell y NVIDIA redujo nuestros requisitos de espacio para Longhorn».

Los procesadores Intel Xeon de la serie 5500 en los servidores Dell PowerEdge ayudan a TACC a solucionar problemas más rápidamente. «Aunque la visualización y el análisis de datos a menudo se limitan más a la memoria, hemos realizado una serie de trabajos intensivos en CPU que han tenido bastante éxito», dice Gaither.

Mantenerse a la vanguardia

Recibir una subvención de la National Science Foundation para un recurso de visualización de esta magnitud fue un paso importante para TACC. También fue de vital importancia para la visualización y el análisis de datos como campos científicos, un reconocimiento de que los servicios de visualización y análisis de datos son una parte muy importante del proceso científico.

TACC fue uno de los primeros en adoptar clústeres HPC de memoria distribuida, principalmente por razones de escala. Dado que el análisis de problemas cada vez mayores eleva el costo de la computación con máquinas de memoria compartida de manera prohibitiva, las máquinas con memoria distribuida son ahora la alternativa preferida para muchos centros de HPC, que utilizan configuraciones comunes de máquinas agrupadas. «.

Dell juega un papel importante en las instalaciones de exhibición en TACC al responder rápidamente a las necesidades del centro, ya que brinda mayores capacidades a los científicos de la Universidad de Texas y en todo el país. Al comprar servidores, almacenamiento, hardware de computación visual, monitores y componentes de red a través de Dell, TACC puede lograr economías de escala, simplificar las adquisiciones y beneficiarse de la experiencia tecnológica de Dell.

«Mantenemos una asociación abierta con Dell, como lo hacemos con todos nuestros socios tecnológicos», dice Gaither. «Nos comunicamos con Dell sobre los tipos de problemas científicos que nos interesan, lo que les permite abordar nuestras necesidades».

Resolver problemas del mundo real

Aunque el Longhorn en sí no tiene una pantalla de visualización conectada, los datos se pueden transmitir a Stallion para su visualización local o a ubicaciones remotas para alojar a investigadores de todo el mundo. TACC se ha asociado con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) para ejecutar simulaciones para predecir con mayor precisión la llegada de huracanes a tierra utilizando nuevas técnicas con modelos estadísticos y espera usar Longhorn durante la temporada de huracanes para realizar la visualización en tiempo real.

«Longhorn nos permitirá hacer visualizaciones tridimensionales mientras se analizan los datos de la tormenta», dice Gaither.

TACC también se reunió con investigadores para ayudar a predecir cómo ciertas enfermedades podrían propagarse geográficamente. «Creo que hemos tenido un impacto en la comprensión de cómo prevenir la propagación de virus», dice Gaither. Los investigadores también están utilizando sistemas TACC para producir simulaciones en 2D y 3D del impacto del derrame masivo de petróleo de BP en el Golfo de México en las áreas costeras y planean la posibilidad de que un huracán que se mueva a través del Golfo pueda traer parte del petróleo al interior.

Las sólidas capacidades de análisis y visualización de información que brindan los sistemas Dell atraen a más investigadores a TACC. «Stallion y Longhorn son las joyas de la corona de nuestros activos de visualización», concluye Gaither. «Los investigadores vienen aquí para obtener capacidades a las que de otro modo no tendrían acceso y que a su vez generan nueva ciencia y nuevos descubrimientos».

Visualización HPC, una conversación con la Dra. Kelly Gaither de TACC

Visualizando la ciencia a gran escala con Longhorn, con el Dr. Kelly Gaither de TACC

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