Предпосылки автоматизированного

проектирования кластерных ЭВМ вычислительных

центров

К.С.Солнушкин ks@spbstu.ru

СПб Политехнический университет

«Научный сервис в сети Интернет – 2009»

Постановка задачи

• «Параллельные ЭВМ – это навсегда»

• Что придаст ускорение развитию страны?

• Тяжкий труд проектировщика необходимо облегчить

Что уже естьу современного проектировщика?

• Две САПР для проектирования кластерных ЭВМ

• Несколько разрозненных утилит от поставщиков

• Связи с живыми людьми – сотрудниками поставщиков

Что хотелось бы иметь?

(Очень упрощенно:)

По щучьему веленью, по моему хотенью, спроектируй мне, Система, для моего заказчика ЭВМ на 5 ТФлопс реальной производительности на задачах, скажем, гидродинамики.

Да скажи, из каких комплектующих собрать, чтобы подешевле было, а сроки поставки – побыстрее.

Что такое эффективность?

• Быстро считает• Недорого стоит• Редко ломается• Требует мало обслуживающего персонала• Программистов легко обучить• Наконец:

– влезает в отведенное пространство,– не проваливается на этаж ниже из-за веса,– не требует для питания собственной атомной

электростанции

• Признаки эффективной ЭВМ:

Из чего складывается проектирование?Алгоритм проектирования вычислительного центра (Naïve version):• Выбрать конфигурацию ЭВМ, исходя из ограничения на минимальную

производительность• Подобрать инфраструктуру:

– систему бесперебойного электропитания,– систему охлаждения,– систему хранения данных (каждую – по несколько альтернативных

вариантов!)• Проверить, выполняются ли ограничения на массо-габаритные

характеристики• Распланировать установку шкафов в помещении; исходя из этого,

подобрать кабели• Подсчитать стоимость деталей и монтажа• Добавить стоимость сервисного обслуживания на 3-5 лет; проверить,

выполняются ли (всё ещё) ограничения на стоимость• Подсчитать интегральный критерий эффективности (хорошо бы,

учитывая и сложность подготовки программистов!) и запомнить значение критерия.

• Выбрать новую конфигурацию ЭВМ…

• В конце-концов, (!) среди всех вариантов, которые всё-таки остались, выбрать вариант с наилучшим значением критерия эффективности

Риторический вопрос:

• А какие из этих этапов мы уже умеем автоматизировать?

• Риторический ответ…

• Выбрать конфигурацию ЭВМ…

• …исходя из ограничения на минимальную производительность

Кусочки мозаики…

• Выбор конфигурации…

• …Проектирование гетерогенных и даже гибридных систем

• …в том числе с GPU и ПЛИС

Кусочки мозаики…

• Система электропитания

• В каком порядке отключать оборудование?– Стена визуализации, принтеры– Узлы ЭВМ– Система хранения данных– Сервисная сеть

• Чем питать оборудование?– 220V AC– 48V DC

Кусочки мозаики…

• Расположение шкафов

• Кабельные трассы: силовые и слаботочные (интерконнект, сервисная сеть, сигнализация)

Кусочки мозаики…

• Система охлаждения– воздушная внутрирядная (с горячим

коридором)– жидкостная

• Персонал?!

Лицензионное ПО…

• … и его роль в современной картине мира

• LUMEN (от лат. «свет») – License Usage Monitoring ENgine

• ЛУЧИК (тоже свет!) – Лицензионный УЧёт И Контроль

• Маркетинговые материалы:– …прольет луч света на использование лицензий…– …ваш лучик света в темном царстве…– …a luminous picture of license usage…

Глобальная сеть «Интернет»

Вычислительные системы и рабочие станции с

лицензионным ПО

Серверы лицензий (“FLEXnet” и др.)

Администрация учреждения-владельца лицензий

Интерфейс к планировщикам задач

(“Cleo” и др.) на основе языка XML

Информационные взаимодействия

Связи между элементами

системы

Обозначения

Анализ и группировка данных

Построение таблиц, графиков и т.д.

Проектируемая система учета

Модуль анализа и

статистики

Модуль интерфейса с

пользователями

Пользователи вычислительной

системы

Регулярный опрос

Ввод данных в БД

Запрос/ освобождение лицензий

Модуль сбора данных

БД

Анализ (в реальном времени и ретроспективный)

Глобальная сеть «Интернет»

Вычислительные системы и рабочие станции с

лицензионным ПО

Серверы лицензий (“FLEXnet” и др.)

Администрация учреждения-владельца лицензий

Интерфейс к планировщикам задач

(“Cleo” и др.) на основе языка XML

Информационные взаимодействия

Связи между элементами

системы

Обозначения

Анализ и группировка данных

Построение таблиц, графиков и т.д.

Проектируемая система учета

Модуль анализа и

статистики

Модуль интерфейса с

пользователями

Пользователи вычислительной

системы

Регулярный опрос

Ввод данных в БД

Запрос/ освобождение лицензий

Модуль сбора данных

БД

Анализ (в реальном времени и ретроспективный)

• Система “Cleo” – к.ф.-м.н. С.А.Жуматий, НИВЦ МГУ

• Система «ЛУЧИК»– Проектирование: К.С.Солнушкин– Кодирование: к.т.н. Д.И.Иванов

• «На деревню дедушке»:

Konstantin S. Solnushkin, ks@spbstu.ru

СПб Политехнический университет