Kuidas ehitada superarvutit

Eelmisel suvel sõitsid üle Põhja-Inglismaa kolm veoautot, vedades ebatavalist lasti. 150 miili jooksul pakiti peaaegu 500 arvutit kaitsmiseks eraldi suletekki.

Need arvutid moodustasid kunagi osa Cheshire'i 13-tonnisest superarvutist ja koliti nende uude koju Durhami ülikoolis. Nüüd, pärast kuudepikkust hoolikat paigaldamist, on sellest kasutatud superarvutist saanud üks riigi suurimaid astronoomiauuringute masinaid.

4,3 petabaidise salvestusruumiga on sellel umbes kümnendik Ühendkuningriigi kiireima superarvuti (Met Office’s Cray XC40) salvestusruumist ja selle töötlemisvõimsus on 166 TeraFlopsi, võrreldes Cray umbes 7000 TeraFlopiga.

LOE JÄRGMINE: Maailma superarvuti pealinna sees

Lydia Hecki sõnul on arvuti ühendamine viimase 30 aasta jooksul Durhami arvutuskosmoloogia instituudis arvuteid juhtinud. Teadlased, üliõpilased ja professorid soovisid vabatahtlikult pusle kokku panna, kombineerides Durhami vanu seadmeid veoautodes veetud arvutitega.

See hõlmas kõigi 2400 salvestusketta väljavõtmist kaheksast riiulist, nende uuesti installimist ja seejärel nädalaid vigade otsimiseks ja parandamiseks.

Miks on superarvutid nii olulised?

Ülarvutitel on teadusuuringutes ülioluline roll, sest teadmiste piiride nihutamine nõuab üha võimsamaid arvuteid, mis suudavad sekundis teha tuhandeid arvutusi.

Astronoomia, keemia, bioloogia ja ilmaennustamine sõltuvad kõik superarvutite võimsusest. Superarvutid pole lihtsalt kõige võimsamad arvutid; need töötavad tavaliste arvutitega täiesti erineval viisil. Nad sooritavad korraga palju arvutusi, mida nimetatakse paralleelseks töötlemiseks, mitte arvuti, milles seda loete, mis täidab iga ülesannet ükshaaval.

kui palju kasutajaid võib teil olla pluss

Tavaliselt kasutatakse neid keerukate probleemide arvutamiseks, millest paljud on eksponentsiaalsed, see tähendab, et iga kord, kui soovite parameetri lisada, kahekordistate simulatsiooniks vajaliku võimsuse.

LOE JÄRGMINE: superarvutite tulevikku võiks toetada valgusest ja ainest koosnev ‘võlutolm’

Arvutusvõimsus on pikka aega olnud näiteks astronoomias piiravaks teguriks. 1980. aastatel arutlesid teadlased selle üle, kas päikesesüsteem liikus kaootiliselt või mitte, kuid vaid siis, kui arutelu lahendati võimsamate arvutite abil, on see mõnevõrra kaootiline.

Suurriikide suurendamine

Durhami uuendatud superarvuti on nüüd töökorras ja panustab Ühendkuningriigi riiklikku uurimisüksusesse DiRAC, mis on spetsialiseerunudosakeste füüsika, astronoomia ja kosmoloogia uurimine. Uus masintöötab osakeste füüsika, tuumafüüsika, astronoomia ja kosmoloogia uurimiseks koode. Teadlased üle kogu riigi saavad taotleda aega masinasse, millele pääseb juurde kaugelt kõikjalt maailmast.

Kuid superarvuti juhtimisel on palju muud, kui silma paistab. Masin vajab katkematut toitesüsteemi, vee- ja õhkjahutust ning varundamiseks on oma diiselgeneraatorid.

Durhami maateaduste hoone esimesel korrusel kõndides masinasse asuvasse tuppa on esimesed aistingud, mis tabavad kuumust ja müra.

Siin on üle 500 arvuti, mis kõik karjuvad, ütleb Heck. Kujutage ette soojust, mida teie enda laua- või sülearvuti võib tekitada, ja korrutage see 500-ga.

Windows 10 ei saa klõpsata menüüd Start

150 000 naela väärtusega lämmastikukaste hoitakse katusel, valmis ja tulekahju korral kasutamiseks valmis. Kuna vesi ei sobiks nende masinate poolt eraldatava energiaga, oleks ainus võimalus hapniku nälga näljutamine.

Kõrval asub uusima superarvuti väikevend, umbes 200 arvutist koosnev nõrk rida, mis aeglaselt lõpetatakse. Iga kord, kui üks masinatest puruneb, ütleb Heck, et selle parandamise asemel laseb meeskond sellel lihtsalt surra.

Vaadake seotud Hiina on nüüd maailma superarvutite pealinn. Superarvutite tulevikku saab toetada valgusest ja ainest koosnev maagiline tolm

Pidevalt töötades kestavad mõned arvutis töötavad koodid miljoneid arvutustunde, mis tähendab, et elektrikatkestuseks või isegi sukeldumiseks pole ruumi. Arvuti elektrisüsteemi varustab generaator, hädaolukorras on ülikoolilinnakus kaks diiselgeneraatorit. Eelmisel aastal pidime neid paar korda kasutama, ütleb Heck mulle, aga tänavu õnneks mitte nii palju - nad teevad sellise reketi ja ei lõhna liiga meeldivalt!

Durhamisse installitud DiRAC Data Centric HPC süsteemi on täiustatud 8000 Inteli Sandy Bridge südamikuga masina ja 4,3 petabaidise salvestusruumiga masina COSMA6 juurutamisega. Täiendavat ressurssi oli vaja selleks, et säilitada teadusringkondade konkurentsivõime, mida DiRAC kasutab 12 kuud alates käesoleva aasta aprillist.

Durhami ülikooli uus HPC-süsteem annab tunnistust kõigi projektis osalejate oskustest, kes suutsid kasutatud klastri uuesti installida, lisada sellele uue RAM-mälu ja kujundada lahenduse, mis osutub teadlaskonnale hindamatuks. , kommenteerib arvutiteenuste pakkuja OCF tegevdirektor Julian Fielden. Meil on Durhami ülikooliga töötamise pikk ajalugu, nii et meil on tõesti hea meel osaleda sellises ainulaadses projektis.

Ja ükski neist poleks olnud võimalik ilma Heckita. Pärast pärastlõuna veetmist tema ja tema superarvutitega on selge, kui palju ta armastab masinaid - tunne on nakkav. Oma aastakümnete jooksul Durhamis töötades on ta jätkanud tihedat koostööd õpilastega. Ta ütleb, et see on sellepärast, et need hoiavad mind noorena.

Eelkõige innustab Heck noori naisi innustama inseneriteadust õppima ja kuigi üliõpilased võivad läbida koridore ja teadlased võiksid Heckiga kohtumata isegi superarvutite võimalusi kasutada, on ta ülikooli ja laiemate uuringute põhiosa kogukond.

Pildid: Abby Beall