MareNostrum ( katalanisch: [ˌmaɾeˈnɔstɾum] , spanisch: [ˌmaɾeˈnostɾum] ) ist der Hauptsupercomputer im Barcelona Supercomputing Center . Er ist der leistungsstärkste Supercomputer Spaniens, einer von dreizehn Supercomputern im spanischen Supercomputing-Netzwerk und einer der sieben Supercomputer der europäischen Infrastruktur PRACE (Partnerschaft für fortgeschrittenes Rechnen in Europa).
MareNostrum nutzt Red Hat Enterprise Linux . Es belegt eine Fläche von 180 m² ( weniger als die Hälfte eines Basketballfeldes ).
Der Supercomputer wird in der Humangenomforschung , der Proteinforschung , für astrophysikalische Simulationen, Wettervorhersagen , geologische und geophysikalische Modellierungen sowie für die Entwicklung neuer Medikamente eingesetzt . Er wurde am 12. April 2005 erstmals in Betrieb genommen und steht der nationalen und internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung. [ 1 ]
Mare Nostrum („unser Meer“) war der römische Name für das Mittelmeer . Der Supercomputer befindet sich in der profanierten Kapelle Torre Girona [ 2 ] an der Polytechnischen Universität Katalonien in Barcelona , Spanien .
MareNostrum 5
Im Juli 2019 wählte das EuroHPC Joint Undertaking das Barcelona Supercomputing Center als eine der Einrichtungen aus, die einen Pre- Exascale -Supercomputer im von der Europäischen Kommission geförderten Supercomputernetzwerk mit hoher Kapazität beherbergen werden. Die Inbetriebnahme von MareNostrum 5 war für den 31. Dezember 2020 geplant, verzögerte sich jedoch bis Dezember 2023. Der Supercomputer wird eine experimentelle Plattform zur Erprobung und Entwicklung europäischer Supercomputertechnologien umfassen. MareNostrum 5 basiert unter anderem auf dem Betriebssystem Red Hat Enterprise Linux.
MareNostrum 4
MareNostrum 4 gilt aufgrund seiner heterogenen Architektur, die nach seiner Fertigstellung zum Einsatz kommen wird, als der vielfältigste und wahrscheinlich interessanteste Supercomputer der Welt. [ 3 ] Seine Gesamtleistung beträgt 13,7 Petaflops. Er verfügt über fünf Speicherracks mit einer Speicherkapazität von 14 Petabyte (14 Millionen Gigabyte) an Daten. Ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk namens Omni-Path verbindet alle Komponenten des Supercomputers miteinander. [ 4 ]
Der Supercomputer besteht aus zwei separaten Teilen: einem Allzweckblock und einem Block mit neuen Technologien.
Der Mehrzweckblock umfasst 48 Racks mit 3.456 Lenovo ThinkSystem SD530-Rechenknoten. Jeder Knoten verfügt über zwei Intel Xeon Platinum -Chips mit je 24 Prozessoren, insgesamt also 165.888 Prozessoren, sowie 390 Terabyte Arbeitsspeicher. Seine Spitzenleistung beträgt 11,15 Petaflops. Obwohl seine Leistung zehnmal höher ist als die seines Vorgängers MareNostrum 3, stieg sein Stromverbrauch nur um 30 % auf 1,3 MW.
Der Block der neuen Technologien besteht aus Clustern dreier verschiedener Technologien, die integriert und aktualisiert werden, sobald sie am Markt verfügbar sind. Diese Technologien werden derzeit in den Vereinigten Staaten und Japan entwickelt, um die Einführung der neuen Generation von Pre-Exascale-Supercomputern zu beschleunigen. Sie sind folgende: [ 5 ]
- Ein Cluster bestehend aus IBM POWER9- und NVIDIA Volta -GPUs mit einer Rechenleistung von über 1,5 Petaflops. IBM und NVIDIA werden diese Prozessoren für die Supercomputer Summit und Sierra einsetzen, die das US-Energieministerium für seine nationalen Laboratorien Oak Ridge und Lawrence Livermore bestellt hat.
- Der Cluster besteht aus AMD Rome-Prozessoren und AMD Radeon Instinct MI50-Grafikkarten. Prozessor und Beschleuniger des Systems ähneln denen des Supercomputers Frontier, der 2021 am ORNL installiert wird. Die Rechenleistung des Systems beträgt 0,52 Petaflops.
- Ein Cluster aus 64-Bit -ARMv8 -Prozessoren in einem Prototyp, der modernste Technologien des japanischen Supercomputers Post-K nutzt. Rechenleistung über 0,65 Petaflops.
Ziel der schrittweisen Integration dieser neuen Technologien in MareNostrum 4 ist es, dem BSC die Möglichkeit zu geben, mit den voraussichtlich fortschrittlichsten technologischen Entwicklungen der nächsten Jahre zu experimentieren und deren Eignung für zukünftige Iterationen von MareNostrum zu bewerten.
MareNostrum 4 verfügt über eine Speicherkapazität von 14 Petabyte und ist an die Big-Data-Einrichtungen des BSC mit einer Gesamtkapazität von 24,6 Petabyte angebunden. Wie seine Vorgänger wird auch MareNostrum 4 über die Netzwerke RedIRIS und GÉANT mit europäischen Forschungszentren und Universitäten verbunden sein.
MareNostrum 3
Die Vorgängerversion, MareNostrum 3, bestand aus 3.056 IBM iDataPlex DX360M4-Rechenknoten [ 6 ] mit insgesamt 48.896 physischen Intel Sandy Bridge-Kernen mit 2,6 GHz Taktfrequenz und 84 Xeon Phi 5110P in 42 Knoten. MareNostrum 3 verfügte über 36 Racks für die Berechnungen. Jedes Rack besaß 1.344 Kerne und 2.688 GB Arbeitsspeicher. Jedes IBM iDataPlex-Rechenrack setzte sich aus 84 IBM iDataPlex dx360 M4-Rechenknoten und vier Mellanox 36-Port Managed FDR10 IB Switches zusammen. Die dx360 M4-Rechenknoten waren in 2U-Gehäusen gruppiert, die in zwei Reihen mit je 42 Gehäusen angeordnet waren. [ 7 ]
Die Rechenknoten von MareNostrum 3 kommunizierten primär über ein InfiniBand FDR10-Netzwerk mit hoher Bandbreite und geringer Latenz. Die verschiedenen Knoten waren über Glasfaserkabel und Mellanox 648-Port FDR10 InfiniBand Core Switches miteinander verbunden. Zusätzlich existierte ein herkömmliches lokales Netzwerk mit Gigabit-Ethernet- Adaptern. [ 8 ]
MareNostrum 2
Diese ältere Version basierte auf 2.560 IBM BladeCenter JS21-Knoten mit PowerPC 970MP -Prozessoren und 20 TB Systemspeicher. [ 9 ]
Forschungsgebiete
Der Supercomputer MareNostrum 4 wird in verschiedenen Forschungsbereichen eingesetzt, von der Vorhersage des Klimawandels über die Biomechanik bis hin zur Analyse von Big Data .
Zusammensetzung der Atmosphäre
Einige Projekte in diesem Bereich konzentrieren sich auf die Erforschung der Luftqualität und die Entwicklung von Luftqualitätsmodellen. Diese Modelle dienen dazu, Quellen und Prozesse, die die Luftqualität bestimmen, zu identifizieren und Verschmutzungsereignisse vorherzusagen. Ein weiteres Projekt untersucht Aerosole und deren Wechselwirkung mit der Atmosphäre durch die Streuung und Absorption von Sonnenstrahlung. Unter den zahlreichen Projekten dieser Kategorie befassen sich einige mit intelligenten Städten und der Optimierung von Verkehr und menschlicher Gesundheit.
Big Data
Dieser Forschungszweig umfasst Projekte, die die Interaktion von Individuen mit Computern untersuchen, sowie andere Projekte, die darauf abzielen, visuelle und algorithmische Werkzeuge zur Analyse und Untersuchung großer Datenmengen zu entwickeln.
Bioinformatik
Eines der Hauptprojekte in diesem Bereich umfasst die Integration, Speicherung und Übertragung einer großen Menge an klinischen Daten und Simulationsdaten.
Biomechanik
Projekte dieser Kategorie umfassen Simulationen des Herz-Kreislauf- oder Atmungssystems.
Klimavorhersage
Die Projekte in diesem Bereich umfassen Dienstleistungen für die Landwirtschaft und das Wassermanagement, die Ozeanvorhersage, die Erforschung tropischer Wirbelstürme und die Ermittlung der effizientesten Standorte für Windkraftanlagen.
Cloud Computing
Aktuelle Projekte in diesem Bereich konzentrieren sich auf Energieinformatik und die Optimierung von Rechenzentren.
Ausbildung
Analyse bewährter Verfahren im Bildungsbereich.
Ingenieursimulationen
Zu den Projekten gehören unter anderem die Reduzierung von Schadstoffemissionen, die Entwicklung von Medikamenten und die Unterstützung bei Berechnungen in der Strömungsmechanik.
Geophysik
Zu den Aktivitäten gehören Erdbebensimulationen, der Nachweis von Flüssigkeiten in großen Tiefen unter der Erdoberfläche und die Analyse der Eigenschaften der Oberfläche unseres Planeten.
Soziale Simulationen
Die Forschung in diesem Bereich umfasst Studien zur kulturellen Evolution, zur Energieeffizienz oder zur öffentlichen Sicherheit, um intelligente und widerstandsfähige Städte zu entwickeln, sowie die Erforschung menschlicher Gruppen.
Bildergalerie
MareNostrum 4 Supercomputer im Barcelona Supercomputing Center (2017)
MareNostrum 4 Supercomputer im Barcelona Supercomputing Center (2017)
MareNostrum 4 – Draufsicht auf den Supercomputer im Supercomputing Center Barcelona
MareNostrum 2 - Ansicht von den CPU-Racks
MareNostrum 2 - Racks mit CPUs
MareNostrum 2 – Gekühltes Gefängnis
MareNostrum 2 - Kühlgestelle
MareNostrum 2 - Tür
Siehe auch
Referenzen
- ^ IBM BladeCenter und POWER-Mikroprozessor treiben Europas leistungsstärksten Supercomputer an (IBM -Pressemitteilung, 5. November 2004)
- ^ BLDG|BLOG, Krieg/Fotografie: Ein Interview mit Simon Norfolk
- ^ [1] / Barcelona plant den vielfältigsten Supercomputer, PCMag, März 2017]
- ^ MareNostrum 4 nimmt den Betrieb auf MareNostrum 4 Launch auf der BSC-Website, 29. Juni 2017
- ^ MareNostrum 4 nimmt Betrieb auf . hpcwire.com , HC Wire, Juli 2017
- ^ „MareNostrum – iDataPlex DX360M4, Xeon E5-2670 8C 2,600 GHz, Infiniband FDR | TOP500 Supercomputer Sites“ . www.top500.org . Abgerufen am 8. Oktober 2016 .
- ^ ""MareNostrum-Computer Racks"" . Archiviert vom Original am 27.11.2014 . Abgerufen am 15.11.2014 .
- ^ "„MareNostrum-Infiniband-Gestelle“" . Archiviert vom Original am 27.11.2014 . Abgerufen am 15.11.2014 .
- ^ „Aktualisierung von MareNostrum – Actualizando MareNostrum (ENG SUB) – YouTube“ . www.youtube.com . Archiviert vom Original am 22.12.2021 . Abgerufen am 26.12.2020 .
