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Archive for May, 2014

La eficiencia energética, un paso necesario para avanzar en supercomputación

May 14th, 2014

Existen similitudes entre un PC de sobremesa, un smartphone y un supercomputador, puesto que todos ellos son máquinas programables que ejecutan un sistema operativo, es decir, son lo que comúnmente conocemos como un ordenador. No obstante, cada uno de ellos tiene una arquitectura diseñada con un fin primario, buscado potencia y versatilidad en los casos del PC de sobremesa, potencia de cálculo en el supercomputador y eficiencia energética en los teléfonos móviles, puesto que no están siempre conectados a una fuente energética.

Las diferencias entre estos dispositivos se ven por ejemplo en los procesadores. El procesador ARM Cortex-A8 a 1 Ghz, que podemos encontrar por ejemplo en el smartphone Nokia N900, posee un solo un núcleo y viene a consumir 1 W, mientras que el procesador Intel Xeon E5-2620v2 a 2.1 Ghz con 6 cores consume 80 W y lo encontramos por ejemplo en el supercomputador TSUBAME-KFC que ocupa la posición 311 del la lista TOP500.org de los ordenadores más potentes del mundo, pero es el primero en la lista GREEN500, que son los superordenadores del TOP500 ordenados según su eficiencia energética.

Eficiencia energéticaEste consumo eléctrico es una de las barreras a romper si se pretende llegar a la exaescala, el trillón de cálculos por segundo, una cifra de 18 ceros. Puesto que el Tianhe-2, en primer lugar del TOP500, es capaz de realizar unas 33 mil billones de cálculos por segundos, se necesitaría ser 17 veces más potente para superar la barrera antes mencionada.

Es en este punto donde nos encontramos con el problema de la exaescala, el Tianhe-2 consume la friolera de 17.8 MW que supone unos 3060 € cada hora según el precio actual de la luz 0,18€/kWh. Curiosamente a 400 Km de Changshá, ciudad donde está ubicado el Tianhe-2, se encuentra Yichang donde está la presa de las tres gargantas, la más grande del mundo, y que genera 22.500 MW.

Según estos cálculos y en una extrapolación lineal, si el Tianhe-2 que costó 280 millones de € y gasta 27 millones de € en luz al año y hacen falta 17 ordenadores como este para llegar a la exaescala, el gasto supone una inversión de unos 5000 millones de € en su fabricación y 500 millones de € en luz al año. Algo absolutamente inviable, el objetivo es llegar a la exaescala con unos parámetros de consumo similares a los actuales. Es en este punto donde nos fijamos en los procesadores ARM, ya que al consumir un 1% de los que consume un procesador actual podrían reducir considerablemente la factura de la luz. Evidentemente el de los procesadores es un ejemplo que han de seguir el resto de dispositivos electrónicos de un ordenador y que también son relevantes en el consumo eléctrico del mismo. Aunque no todo el monte es orégano, si bien nos encontramos con dificultades a la hora de integrar los ARM en supercomputación, uno de los principales inconvenientes es que no hay un lenguaje adaptado para usar dichos procesadores en supercomputación al nivel de exaescala, es más, el lenguaje de programación en general tiene que evolucionar para optimizar el uso de procesadores en los futuros superordenadores..

Se puede augurar, que en cuanto el BSC de Barcelona, que actualmente está investigando este tema, saque unas librerías de comunicación optimizadas para ARM, comenzaremos a ver cómo proliferan los supercomputadores de este tipo, lo único que hará falta será la masificación de su uso, lo cual no será tanto problema como con los actuales, ya que los costes de mantenimiento serán asequibles.

Erasmo Seebold.
Alumno del centro IEFPS Elorrieta-Erreka Mari en prácticas en el IZO-SGI.

 

 

General, HPC

Nuevos recursos de computación en la UPV/EHU para mantener la competitividad de la investigación

May 8th, 2014
Cluster de cálculo Arina

Cluster de cálculo Arina

El Servicio General de Informática Aplicada a la Investigación (Cálculo Científico) IZO-SGI  de la UPV/EHU va a instalar en breve una ampliación de su cluster de cálculo Arina con el que ofrece servicios de computación de altas prestaciones tanto a la propia universidad como a empresas u otros organismos públicos que lo demanden.

Con esta ampliación se pretende seguir ofreciendo recursos de primera línea a los investigadores para que puedan mantener su producción científica y competitividad internacional. Para ello, la ampliación trata de cubrir las necesidades que se han detectado y cubre varios aspectos de la computación al suplir de potencia de procesamiento (procesadores) y sistemas específicos de mucha memoria RAM, tarjetas gráficas de cómputo o sistemas de ficheros (discos) de alta capacidad y rendimiento. Esta ampliación se integrará totalmente en el cluster actual Arina y esperamos que en 1 mes esté totalmente operativa.

En el procedimiento mediante concurso público realizado se ha adjudicado la ampliación a la oferta realizada por Bull.

Más concretamente los elementos adquiridos son:

    • 30 Nodos Blade BULLX orientados a procesamiento con las siguientes características:
      • 2 Procesadores Xeon 2680v2 con 10 cores c/u.
      • 128 Gb de RAM.
      • Disco sólido de 128 GB.
    • 1 Nodo con GPGPUs orientado a procesamiento con GPGPUs:
      • 2 Procesadores Xeon 2680v2 con 10 cores c/u.
      • 2 tarjetas Nvida K20.
      • 128 RAM.
      • Disco Solido de 128 GB
    •   1 Nodo de cálculo de memoria compartida para cálculos con grandes requerimientos de memoria:
      • 4 Procesadores de 8 cores c/u.
      • 512 GB de RAM.
      • 2 TB de disco.
    •   1 Sistema de archivos paralelo de alto rendimiento basado en lustre.
      • 5.8 GB/s de velocidad de Input/Output.
      • 50 TB de capacidad.
    • Todo unido por una red de cálculo infiniband FDR de 56 Gb/s de ancho de banda y baja latencia.
    • Elementos accesorios y servicios de instalación.

 

 

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Arina Klusterraren handitzea ikerketaren lehiakortasuna mantentzeko

May 8th, 2014

Arina kalkulu klusterra

Arina kalkulu klusterra

UPV/EHU-ko Ikerkuntzari Zuzendutako Informatikako zerbitzu orokorrak (Kalkulu Zientifikoa) SGIker,  UPV/EHU-ko HPC Arina klusterraren ahalmena handituko du. Arinak, eraginkortasun handiko baliabideak unibertsitate bera, edozein enpresa edo erakunde publikoaren esku jartzen ditu.

Handitze honekin, lehen mailako baliabideak ikertzaileen esku egonen dira, beraien ikerketa lerroak garatzen jarraitzeko, berriak  zabaltzeko eta nazioarteko lehiakortasuna mantentzeko. Anpliazioak, antzemandako beharrak  asetuko ditu. Honetarako, kalkulu ahalmena, RAM memoria, kalkulurako diseinatutako txartel grafikoak, eta eraginkortasun eta ahalmen handiko biltegiratze tresnak dira bereziki indartu diren osagaiak. Hau guztia, Arinan integratuko da, eta hilabete baten epean martxan egotea espero dugu.

Handitzea, lehiaketa publiko baten bidez egin da,  BULL izan delarik irabazlea.

Hauek dira, modu zehatzagoan, anpliazioa osatzen duten atalak:

  • 30 konputazio Nodo Blade BULLX honako ezaugarriekin:
    • 10 koretako bi  Xeon 2680v2 prozesagailu.
    • 128 GB-etako RAMa
    • 128 GB-etako disko zurrun solidoa.
  •   Konputazio nodo bat, K40 GPGPU batekin :
    • 10 koretako bi  Xeon 2680v2 prozesagailu
    • 128 GB-etako RAMa
    • 128 GB-etako disko zurrun solidoa.
  •  Memoria  handiko kalkulu nodo bat:
    • 8 koretako 4 Prozesagailu
    • 512 GB-etako RAMa
    • 2 TB-etako Disko zurruna.
  •  Lustren oinarritutako eraginkortasun handiko fitxategi sistema paralelo bat.
    • 5.8 GB/s abiadurako S/I
    • 50 TB-etako biltegiratze ahalmena.
  • Guztia latentzia txikiko eta 56 Gb/s abiadurako infiniband FDR sare baten bidez lotua.
  • Beste elementu txikiak eta instalazio zerbitzuak.

 

 

 

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BCAM Internship Position Announcement

May 7th, 2014

BCAM – Basque Center for Applied MathematicsThe following BCAM Internship position is open at BCAM – Basque Center for Applied Mathematics, an interdisciplinary research center located in Bilbao.  The research topic is free energy calculations using molecular dynamics and Monte Carlo methods. The interested applicants can apply via the following web page:

http://www.bcamath.org/en/research/internships

Internship data

Research topic title

Free energy calculations using molecular dynamics and Markov chain Monte Carlo methods.

Research topic description

Study, implementation and testing of Monte Carlo techniques combined with classical molecular dynamics (MD) with the ultimate objective of calculating protein binding energies ΔG. The project will result in a new simulation method based on the adaptation of the existing Generalized Shadow Hybrid Monte Carlo (GSHMC) to umbrella sampling. The tasks to be performed by the intern involve:

  • Modifying the open-source software MD package GROMACS.
  • Setting up and running simulations of biomolecular systems using the modified software on parallel computational servers.
  • Analysing results and calculating ΔG using the potential of mean force curve.

Keywords

Molecular Dynamics, Hybrid Monte Carlo, Umbrella sampling, Hamiltonian dynamics.

Required knowledge and skills

Hamiltonian dynamics, Monte Carlo sampling, C programming, Unix/Linux.

Required language skills

English.

Duration and dates

2-3 months during 2014.

Application deadline

June 1st, 2014.

Supervisors

Bruno Escribano and Elena Akhmatskaya.

Research line

Modelling and Simulation in Life and Materials Sciences – M3A Research Area.

 

 

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