Новый российский кластер

Одно из современных направлений развития инфокоммуникаций — реализация и совершенствование кластерных технологий. Кластерные решения предоставляют пользователям большие ресурсы производительности, высокую степень надежности и хорошие возможности масштабирования. Такие системы, как правило, незаменимы при построении отказоустойчивых распределенных информационных систем с большим объемом вычислительных операций.

Практически все ведущие игроки ИТ-рынка разрабатывают технологии, предназначенные для создания кластерных систем. На базе этих технологий затем строятся кластерные системы для различных применений. Так, отечественная компания «Т-Платформы» (http://www.t-platforms.ru) в содружестве с Институтом программных систем РАН недавно создала четырехузловой кластер T-Bridge8i.

Кластер, построенный компанией «Т-Платформы», будет применяться в рамках российско-белорусской программы СКИФ, ориентированной на разработку и освоение в производстве суперкомпьютеров и прикладных систем на их основе для различных отраслей экономики. Программа предусматривает, что T-Bridge8i будет использоваться для адаптации ПО к архитектуре IA64, а также для исследований в области GRID-технологий. Это первое решение на основе 64-разрядной архитектуры Intel, которое будет использовано в программе СКИФ. Нужно также отметить, что кластер создан не за счет бюджетных средств, а за счет привлечения инвестиций компании «Т-Платформы» в государственную программу создания суперкомпьютеров.

В настоящее время образец кластера T-Bridge8i установлен в Центре кластерных технологий, объединен с другими высокопроизводительными системами и доступен для тестирования всем заинтересованным организациям. В Центре кластерных технологий заказчики могут оценить эффективность работы кластера на собственных задачах; провести как локальное, так и удаленное тестирование его функционирования; получить техническую и информационную поддержку в процессе внедрения и эксплуатации кластера.

В целом же новый компактный российский кластер предназначен для решения задач, требовательных к аппаратным ресурсам и производительности вычислительных операций с плавающей точкой. По мнению сотрудников компании «Т-Платформы», T-Bridge8i может эффективно использоваться в различных отраслях промышленности и для решения сложных научных и инженерных задач, в том числе в области газо- и гидродинамики, биохимии и генетики, при прогнозировании погоды и т. д.

Устройство реализовано на базе процессоров Intel Itanium 2 и коммуникационной технологии InfiniBand, у истоков создания которой также стояла корпорация Intel. Все четыре однотипных двухпроцессорных узла кластера имеют высоту 1U, объединены высокоскоростной системной сетью InfiniBand и предназначены для совместного использования в небольшой монтажной стойке. В каждом из узлов установлено два процессора Itanium 2 с тактовой частотой 1,4 ГГц и объемом кэш-памяти 4 Мбайт каждый. Кроме того, в каждом узле имеется ОЗУ объемом 4 Гбайт и жесткий диск стандарта Ultra320 SCSI емкостью 36 Гбайт. Помимо системной сети InfiniBand с низким временем задержки и пропускной способностью 10 Гбит/с, в узлах кластера T-Bridge8i имеются адаптеры стандарта Gigabit Ethernet для организации управляющей сети.

Использование технологии кластерной коммуникации InfiniBand обеспечивает масштабируемость создаваемой на ее основе системы до нескольких тысяч узлов. InfiniBand позволяет подключать не только вычислительные ресурсы, но и устройства хранения данных, реализуя таким образом единую инфраструктуру целостного решения. Пропускная способность в последних ее реализациях была доведена до 30 Гбит/с, а через год, по прогнозам специалистов, достигнет отметки 120 Гбит/с.

В процессорах Intel Itanium 2 реализован новый тип процессорной архитектуры EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing), обеспечивающей явный параллелизм на уровне команд. Ранее применявшиеся решения включали только формат команд и метод их интерпретации, а EPIC объединяет вычислительные ресурсы с работой компиляторов, используя информацию о возможном параллелизме команд. Такой метод позволяет значительно увеличить загрузку внутренних ресурсов процессора и оптимизировать производительность приложений.

Многие специалисты в области ИТ считают, что кристаллы, реализующие концепцию EPIC, открывают новую главу в истории компьютерной техники корпоративного уровня и в течение ближайших 10—20 лет будут служить основной платформой для достижения нового уровня производительности, построения мультиоперационных платформ и эффективного управления вычислительными ресурсами.

Пиковая производительность четырехузлового кластерного решения T-Bridge8i составила 44,8 GFLOPS, а текущая производительность в тесте Linpack — 36,4 GFLOPS, что соответствует примерно 81% от пиковой. В настоящее время ведется работа по дальнейшей настройке и оптимизации системного ПО с целью повышения эффективности системы.