Dell HPC приходит на помощь ученым
О британских ученых, которые подарили миру не один десяток открытий разной степени сомнительности, мы неоднократно слышали. Но обсуждая очередное из них, мы редко задумываемся, как вообще совершаются открытия и что нужно для того, чтобы они состоялись. Оставим в стороне научную базу, опыт и подготовку ученых (это все тема для отдельного материала), а сконцентрируемся на технологической составляющей их работы. Логично предположить, что в современных университетах расчеты производятся на мощной современной технике, опыты проводятся на новейшем лабораторном оборудовании, иначе привнести в науку что-то новое в наши дни будет практически невозможно.
Так какой же техникой пользуются ученые университетов с мировыми именами? Какого уровня компьютеры и сервера способны справиться с сумасшедшей нагрузкой – такой, в результате которой мы становимся свидетелями нового открытия? Сегодня мы хотим рассказать о нашем скромном вкладе в науку и высокопроизводительном решении Dell HPC – High Performance Computing.
Все началось с того, что у американского Университета Джорджа Вашингтона (the George Washington University) возникла острая необходимость во внедрении принципиально новой технологии на основе высокопроизводительной системы, которая бы обеспечивала все потребности сотрудников университета. Задача изначально была непростой, ведь речь шла об одном из крупнейших в мире центров научных исследований. Университет Джорджа Вашингтона принимает в свои ряды студентов, преподавателей и исследователей со всего мира, а его руководство не скрывает желания сделать учебное заведение одним из самых лучших в США и, соответственно, привлечь в свои ряды самых выдающихся специалистов. Для этих целей университет не жалеет средств и уже немало инвестировал в сетевую инфраструктуру и хранилище данных. Но, как нетрудно догадаться, это лишь капля в море: заведение сильно нуждалось в мощнейшей вычислительном решении.
Чтобы проще было понять масштабы вычислений, которые проводятся исследователями университета, попробуйте представить тысячу миллионов уравнений с тысячей миллионов неизвестных. Справиться с такого рода задачами может только очень мощная система. В высокопроизводительном компьютере нуждались не только физики, но и математики, биологи, химики, инженеры – любая точная наука в наше время не может двигаться вперед без надежного технологического подспорья.
Впрочем, одного стремления явно было недостаточно. В университете попросту не было места, чтобы установить вычислительные кластеры. Если бы учебное заведение располагалось за городом, то этой проблемы бы не было, но в городских условиях каждый квадратный метр был на счету. Компании, принимавшие участие в тендере, предлагали разбить систему на несколько частей и установить небольшие кластеры в разных корпусах, но подобное решение не устраивало руководство, поскольку делало администрирование такой системы гораздо более трудоемкой и затратной по времени. Таким образом, университет нуждался в централизованной системе, которая бы могла обслуживать несколько факультетов одновременно.
И неизвестно, чем бы дело закончилось, если бы руководство университета вовремя не обратилось к Dell Команда Dell подробно обсудила с учеными их нужды, и в результате в помещении корпуса науки и технологии был установлен HPC кластер Colonial One. Он состоит из 96 узлов, работающих на базе процессоров Intel Xeon E5-2670. Кластер объединен шиной FDR InfiniBand, которая обеспечивает скорость передачи данных до 54,5 Гбит/сек на каждом порту. Она объединяет все узлы кластера с двумя платформами для хранения данных. Решение основано на серверах Dell PowerEdge C8000 Series, гибких шасси высотой 4U, графических процессорах и узлах, обеспечивающих хранение данных. За последнее отвечает массив Dell PowerVault MD3260, который может вместить 180 ТБ информации в каждом отсеке высотой 4U. Также кластер включает в себя решение для хранения данных HPC Dell|Terascala – высокопроизводительную файловую систему на 300 ТБ. Получить централизованный доступ к кластеру может любое университетское сообщество.
Кстати, заслуга Dell заключается не только в том, что нам удалось собрать относительно компактную систему, которая уместилась в одном помещении без ущерба производительности. Дело в том, что суперкомпьютер Colonial One был построен с нуля за две недели. Да-да, всего 14 дней.
Time-lapse видео всего процесса с разных камер:
С HPC-системой Dell сотрудники Университета Джорджа Вашингтона получили возможность проводить исследования в более сжатые сроки. То, на что раньше уходили недели, теперь занимает порядка одного-двух дней – например, это касается генетических и микробиологических исследований. Благодаря ультрапроизводительному решению Colonial One на определение вида или штамма по пробе его ДНК теперь требуется всего 24 часа, в то время как раньше подобная процедура занимала больше недели. Сокращение времени, в течение которого определяется природа микроорганизмов, означает более эффективное и своевременное лечение в будущем.
Помимо всего прочего, HPC-система позволила ученым проводить исследования, которые раньше были им недоступны из-за недостаточной вычислительной мощности оборудования. Физический факультет университета, к примеру, сейчас осваивает новые направления в исследовании квантовой хромодинамики на решетке. Без определенных вычислений, которые мог обеспечить только мощный компьютер, раньше они были недоступны.
Высокопроизводительная система Colonial One помогает руководству университета привлекать в свои ряды новых исследователей, поскольку практически не имеет аналогов в других учебных заведениях и научных центрах. Многие перспективные ученые видят в HPC-системе Dell новые возможности для своих работ – согласитесь, мало кто откажется от возможности облегчить собственный труд и приблизить очередное научное открытие.
Еще одно важное преимущество внедрения такого решения заключается в упрощении сотрудничества между департаментами университета. Ранее физики, биологи, химики, инженеры работали с локальными серверами, теперь они получили возможность пользоваться единой централизованной системой и проводить совместные исследования.
Система Colonial One будет развиваться вместе с университетом. По мере роста потребностей исследователей будут наращиваться мощности кластера. Архитектура Dell C8000 позволяет последовательно заменять составляющие и расширять систему, в том числе и увеличивать емкость накопителей. Возможно, разработанное нами решение позволит университету эффективно взаимодействовать с другими научно-исследовательскими организациями.
Всегда приятно сделать свой собственный вклад в развитие науки: )
P.S. Немного видео в завершении
Автор: DellTeam
