Investigación, Resultados Y beneficios. Simplificación de HPC en la educación superior e instituciones de investigación. Información general

Transcripción

1 Información general Investigación, Resultados Y beneficios Simplificación de HPC en la educación superior e instituciones de investigación 4 Nodos Clúster de 16 nodos Clúster de 32 nodos SMP memoria compartida

2 El paquete de servicios y la calidad de la tecnología de Dell fueron la mejor propuesta. Dell también nos ofreció una infraestructura HPC en una solución llave en mano. Domingo ORTIZ Profesor de ciencias informáticas universidad de Córdoba

3 Información general Hacemos posible los descubrimientos acelerando la investigación Dell es un líder reconocido en la fabricación de ordenadores para uso académico, incluidos los sistemas HPC instalados en el centro de innovación de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Londres, Stanford y el sistema Hyperion instalado en el laboratorio de investigación Lawrence Livermore. En este momento estamos utilizando el conocimiento y la experiencia obtenidas en este campo para lograr acelerar los procesos de investigación mediante la implementación de sistemas informáticos de alto rendimiento a un precio asequible a nivel de departamento. Además, garantizamos que estos clústeres son fáciles de utilizar y administrar, lo que le permite invertir su tiempo en sus procesos de investigación. Para que pueda comenzar lo antes posible, la guía le explica cómo hemos simplificado el HPC e incluye ejemplos de configuraciones diseñadas específicamente para facilitar la adquisición de 4 nodos de nivel de entrada, hasta un clúster departamental de 16 ó 32 nodos. 3

4 Simplificación de HPC en instituciones de educación superior e investigación Necesidades Respuestas de HPC soluciones de Dell de HPC Facilidad de implementación y alto rendimiento Soluciones de HPC simplificadas que pueden adaptarse a las demandas informáticas Compatibilidad para todas las tareas Arquitecturas de referencia con elementos integrados y probados previamente y basados en estándares, junto con los niveles de servicios que necesite Seguridad de la inversión Procesadores x86, sistemas operativos e interconexiones estándar, y una arquitectura de referencia, basada en estándares abiertos Complejidad de administración de clústeres Arquitecturas de referencia integradas y probadas previamente con ayuda del programa Intel Cluster Ready Capacidad para un rápido crecimiento Velocidad en HPC con las últimas tecnologías y prácticas recomendadas intel.com/go/cluster 4

5 Rápido, ampliable, sencillo Los sistemas informáticos específicos ayudan a realizar los procesos más rápido, mejor y con menos gastos, lo que se traduce en unos resultados más rápidos. La tecnología y las aplicaciones conforman un sistema, con un objetivo específico, y cuanto mayor sea la confianza depositada en los sistemas informáticos, mayor atención podrá prestar a sus proyectos y sus resultados. Los sistemas deben ser fáciles de implementar, administrar, mantener y aumentar según las necesidades. Simplemente deben funcionar. Nosotros, en Dell, nos comprometemos a facilitar los descubrimientos y acelerar los procesos de investigación al ofrecer los mejores sistemas informáticos disponibles para investigadores y científicos, diseñado para ofrecer velocidad, capacidad de ampliación y simplicidad. En el núcleo de nuestros sistemas se encuentra un conjunto de infraestructuras de HPC modular construida a partir de componentes de hardware y software conforme a los estándares del mercado. El sistema de HPC de Dell puede ayudarle a alcanzar el rendimiento y la capacidad de ampliación necesarios para las aplicaciones más exigentes. La confianza del programa Intel Cluster Ready Dell e Intel están colaborando para crear clústeres basados en Intel probados y certificados para lograr una mayor portabilidad y estabilidad de las aplicaciones registradas mediante un paquete de soluciones interoperables. Este programa permite a las organizaciones e instituciones emplear los organizaciones informáticos de alto rendimiento con confianza, seguridad en términos de reducción de coste total de mantenimiento (TCO) y riesgos, a la par que mantiene niveles de servicio de alta calidad durante la vida útil del clúster. Sistemas de memoria compartida ampliable Dell y ScaleMP están colaborando para ofrecer sistemas de memoria compartida ampliables. El software de agregación vsmp Foundation de ScaleMP crea un único multiprocesador de memoria compartida (SMP) virtual al agregar varios servidores Dell PowerEdge (montaje en rack o blades). La máquina virtual (VM) resultante tiene una capacidad de ampliación de hasta 192 núcleos y 2,3 TB de RAM distribuidos en 16 servidores o blades de dos sockets; todo ello en un único sistema operativo (Linux). Esta solución SMP puede compararse con SMP exclusivos de rendimiento tradicional y ofrece un enfoque diferente hacia los sistemas informáticos a un precio asequible. 5

6 Simplificación integral de HPC El principal objetivo de nuestras soluciones de HPC departamentales es facilitar a las organizaciones e instituciones la adquisición de las máximas capacidades informáticas de acuerdo con su presupuesto. Esto se consigue mediante la simplificación del proceso de adquisición, implementación y mantenimiento de todos los componentes a lo largo de su vida útil. Configuraciones validadas Nuestros asesores especialistas han utilizado metodologías probadas para definir sistemas de 4 (48 núcleos), 16 (192 núcleos), y 32 (384 núcleos) nodos, todos ellos verificados por el equipo de ingeniería de soluciones. Así, cuenta con la garantía de que cada paquete puede ofrecer los niveles de rendimiento y fiabilidad definidos, a la vez que ofrece una solución flexible con capacidad de ampliación a través de la adición o sustracción de núcleos, según sea necesario. Para cada implementación, el equipo de arquitectos de diseño de la infraestructura HPC supervisa el tipo de proceso que el clúster HPC necesitará para funcionar y comprueba que el conjunto de equipos propuesto es la solución óptima para ese entorno concreto. Un enfoque integrado Los servidores Dell PowerEdge, con procesadores Intel, constituyen la base de una amplia gama de soluciones de HPC de Dell, y pueden utilizarse como nodos SMP, o como nodo principal y nodos de computación. Nuestras soluciones de HPC se basan en conjuntos de soluciones integradas, configuradas y probadas tanto para entornos Linux como Microsoft Windows. Integramos las mejores tecnologías de servidores y almacenamiento con middleware y código abierto líderes en el sector con el objetivo de proporcionar plataformas ampliables que ofrezcan la mejor relación precio/rendimiento, capacidad de ampliación y administración. Nuestras soluciones informáticas de alto rendimiento (HPC) basadas en la nueva serie de procesadores Intel Xeon 5600 ofrecen un rendimiento energético inteligente para una amplia gama de aplicaciones de HPC que se beneficia de las capacidades de rendimiento dinámicas, de un ancho de banda de memoria significativamente superior y de características de eficiencia energética para crear, simular, analizar y visualizar más información y de forma más rápida que antes. 6

7 Servicios de implementación Al implementar soluciones de HPC, nuestros arquitectos de soluciones trabajan intensivamente para comprender su entorno informático específico en términos de requisitos operacionales, técnicos y funcionales. Las soluciones de Dell se basan en arquitecturas validadas que emplean las prácticas recomendadas. De forma que, independientemente de si adquiere una solución configurada previamente o utiliza una solución como base para personalizarla, reduciremos de forma dramática el tiempo de consulta e implementación relacionado con el cumplimiento de sus necesidades específicas. Entre los servicios de implementación de HPC de Dell se incluyen: Administración completa del proyecto hasta su finalización Planificación detallada y documentación de diseño incluidos los plazos Instalación y configuración del hardware Implementación del hardware, de la red de área de almacenamiento y del conjunto de software de administración de clústeres de HPC Orientación del producto para familiarizar a los usuarios con los recursos de hardware, software e implementación Servicios Premium disponibles a través de ScaleMP para personalización de configuración del sistema, análisis de rendimiento y optimización de aplicaciones de alto rendimiento Elección de sistemas operativos Puede elegir entre los sistemas operativos líderes del mercado, incluidos los productos específicos para clústeres de Red Hat Enterprise Linux o Microsoft Windows, con una funcionalidad instantánea que le ayuda a mejorar la productividad y reducir la complejidad. Servicios de asistencia de HPC El servicio ProSupport de Dell ofrece un punto único de entrada para todos los problemas de hardware y sistema operativo, lo que garantiza de que cualquier problema se puede dirigir a la instancia adecuada para obtener soluciones de forma rápida y eficaz. ProSupport le ofrece el nivel de servicios que necesita su organización o institución además de incluir el servicio de envío de seguimiento rápido, que permite a los clientes que disponen de formación específica y que están certificados registrar sus propias notificaciones de problemas, iniciar el ciclo de reparación e incluso organizar el envío de unidades de repuesto de hardware. Financiación El leasing, facilita el proceso de adquisición, administración, sustitución y desecho de la tecnología de la que dependen sus investigaciones, y lo convierte en una operación más rentable. Dell Financial Services le ayuda a adquirir la tecnología que necesita de forma más asequible, transformando los considerables gastos iniciales en pagos más factibles a lo largo del tiempo. 7

8 4 Nodos Hasta ahora, muchas instituciones desistían de emplear HPC a nivel de grupo de trabajo/departamental por la complejidad y el coste derivados de la adquisición, la implementación y la administración de un clúster. Ahora, hemos combinado nuestro conocimiento y experiencia en supercomputación, para ofrecer una solución de HPC de nivel de entrada que satisfaga las necesidades informáticas de los grupos de trabajo y departamentos. Con objeto de simplificar la comparación de los paquetes de HPC disponibles, mostramos benchmarks de primera línea, configuraciones validadas e información de componentes para cada uno, como se muestra a continuación y en las siguientes páginas. Esta solución también está disponible con la solución de virtualización de ScaleMP para una administración unificada que ofrece un único sistema operativo, almacenamiento centralizado y una administración de estructuras sin obstáculos. Es necesario el uso de la estructura InfiniBand. Para obtener más detalles consulte la ficha SMP. Nodos secundarios...4 Procesadores...8 Núcleos Switch ethernet... 1 Nodo principal

9 4 Nodos La solución de HPC de Dell fue un 16% más económica que la siguiente mejor oferta que recibimos, además de ofrecernos un rendimiento líder del sector. El dinero ahorrado lo invertimos en añadir más blades, capacidades de almacenamiento y red a nuestro sistema, lo que redundó en una infraestructura SUPERIOR a lo esperado en relación con el dinero invertido. Giuseppe Marrucci Presidente de Information Services Centre Universidad de Nápoles 9

10 Configuración Validada Para clúster HPC de 4 nodos Monitor LCD de 1U 17 Teclado y ratón Switch powerconnect que comprende la interconexión de aplicaciones PowerEdge R710 Nodo principal/maestro y servidor de archivos NFS PowerEdge R410 Nodos de computación 10

11 Listo para usar Nuestro ejemplo de clúster de 4 nodos se basa en los nodos de computación Dell PowerEdge R410 equipados con dos potentes procesadores de núcleo séxtuplo Intel Xeon L5640 de eficiencia energética con una frecuencia de reloj de CPU de 2,26 GHz y 24 GB de memoria principal (6x 4 GB). Para aplicaciones paralelas con más de un nodo de computación, se suministra una interconexión Gigabit Ethernet para facilitar una función de transferencia de mensajes adecuada para un gran número de aplicaciones paralelas. Se ha configurado una red Ethernet separada para uso administrativo. El nodo maestro y el servidor de archivos NFS lo conforman un servidor Dell PowerEdge R710 (2U) y un servidor de archivos NFS con 48 GB (12 x 4 GB) de memoria principal junto con un sistema de almacenamiento masivo RAID 5 de 4 TB para que los nodos de computación puedan acceder a través del NFS. Una pantalla LCD de 1U retráctil con teclado y ratón completan este eficaz clúster independiente El precio incluye la instalación completa por parte de Dell en un bastidor de 24 (también incluido). Hay disponible una selección de sistemas operativos, ya sea Linux o Microsoft Cluster Server. El enfoque de Dell e Intel para una mejor eficiencia energética Los servidores Dell PowerEdge, basados en la última tecnología 32 nm de Intel Xeon con arquitectura Intel Core se han diseñado teniendo en cuenta la eficiencia energética y el rendimiento. Elija un sistema Intel Cluster Ready certificado y aplicaciones Intel Cluster Ready y facilite el acceso a un rendimiento inteligente y eficiente energéticamente de la serie de procesadores Intel Xeon Gracias a Intel Cluster Ready, contará con la garantía de que el software y el hardware HPC trabajarán en conjunto, desde el primer momento. Para obtener más información sobre otras opciones de clúster de Dell, póngase en contacto con su responsable de cuenta Dell o visite dell.es/investigacion 11

12 16 Nodos En el caso de departamentos que ejecuten una amplia gama de aplicaciones en paralelo y, por tanto, requieran mayor capacidad de cálculo, hemos diseñado y validado un clúster de 16 nodos que emplea el avanzado sistema de blades recientemente introducido al mercado de Dell. Con objeto de simplificar la comparación de los paquetes de HPC disponibles, mostramos benchmarks de primera línea, configuraciones validadas e información de componentes para cada uno, como se muestra a continuación y en las siguientes páginas. Esta solución también está disponible con la solución de virtualización de ScaleMP para una administración unificada que ofrece un único sistema operativo, almacenamiento centralizado y una administración de estructuras sin obstáculos. Es necesario el uso de la estructura InfiniBand. Para obtener más detalles consulte la ficha SMP. Nodos secundarios...16 Procesadores...32 Núcleos Switch ethernet... 1 Nodo principal

13 Dell nos ha ayudado a crear un entorno HPC totalmente ampliable que podemos actualizar con un bajo coste sin preocuparnos de las limitaciones de espacio de la sala de tecnología informática. Clúster de 16 nodos Domingo Ortiz Boyer Profesor de Ciencia de la Computación Universidad de Córdoba 13

14 Configuración validada Para clúster de HPC de 16 nodos Monitor LCD de 1U 17 Teclado y ratón Switch PowerConnect para funciones administrativas y de servicio de archivos R710 Nodo principal/maestro M1000e CHASSIS con 16 servidores M610 y switch QDR Infiniband 14

15 Llave en mano Nuestro clúster de ejemplo de 192 núcleos (16 nodos) se basa en nuestros avanzados servidores blade PowerEdge M610 recientemente introducidos en el mercado. Este chasis M1000e se ha configurado con 16 blades M610 y un switch QDR Infiniband, cada blade tiene dos procesadores Intel Xeon L5640 de núcleo séxtuplo con una frecuencia de reloj de CPU de 2,26 GHz y 24 GB (6 x 4 GB) de memoria principal. Para aplicaciones paralelas con más de un nodo de computación, se suministra una interconexión Gigabit Ethernet para facilitar una función de transferencia de mensajes adecuada para un gran número de aplicaciones paralelas. Se ha configurado una red Ethernet independiente para uso administrativo. Esta configuración es extremadamente compacta (192 núcleos en un chasis de 10U), cuenta con las mejores características de consumo de energía de su clase y apenas necesita cableado externo. El nodo maestro y el servidor de archivos NFS lo conforma un servidor Dell PowerEdge R710 (2U) con 72 GB (18 x 4 GB) de memoria principal y un almacenamiento masivo de 8 TB al que acceden los nodos de computación a través del NFS. Una pantalla LCD de 1U retráctil con teclado y ratón completa este eficaz clúster independiente. El precio incluye la instalación completa por parte de Dell en un bastidor de 24 (también incluido). Hay disponible una selección de sistemas operativos, ya sea Linux o Microsoft Cluster Server. El enfoque de Dell e Intel para una mejor eficiencia energética Los servidores Dell PowerEdge, basados en la última tecnología 32 nm de Intel Xeon con arquitectura Intel Core se han diseñado teniendo en cuenta la eficiencia energética y el rendimiento. Elija un sistema Intel Cluster Ready certificado y aplicaciones Intel Cluster Ready y facilite el acceso a un rendimiento inteligente y eficiente energéticamente de la serie de procesadores Intel Xeon Gracias a Intel Cluster Ready, contará con la garantía de que el software y el hardware HPC trabajarán en conjunto, desde el primer momento. Para obtener más información sobre otras opciones de clúster de Dell, póngase en contacto con su responsable de cuenta de Dell o visite dell.es/investigacion 15

16 32 Nodos En el caso de departamentos que necesiten capacidades adicionales de transferencia de mensajes para una amplia gama de grandes aplicaciones en paralelo, hemos diseñado y validado un clúster de 32 nodos que emplea los servidores R610 y R710 PowerEdge de Dell con tecnología Intel. Con objeto de simplificar la comparación de los paquetes de HPC disponibles, mostramos benchmarks de primera línea, configuraciones validadas e información de componentes para cada uno, como se muestra a continuación y en las siguientes páginas. Esta solución también está disponible con la solución de virtualización de ScaleMP para una administración unificada que ofrece un único sistema operativo, almacenamiento centralizado y una administración de estructuras sin obstáculos. Es necesario el uso de la estructura InfiniBand. Para obtener más detalles consulte la ficha SMP. Nodos secundarios...32 Procesadores Núcleos Switch ethernet... 1 Nodo principal

17 Los blades de Dell con procesadores Intel XEON ayudan a reducir los costes de energía y refrigeración hasta un 20%. Dr. Achim Gelessus Responsable de laboratorio CLAMV Universidad Jacobs Clúster de 32 nodos 17

18 Configuración validada Monitor LCD de 1U 17 Teclado y ratón Switch PowerConnect que comprende la interconexión de aplicaciones R710 Nodo principal/maestro M1000 Chassis (x2) con 32 servidores M610 18

19 Listo para usar Nuestro clúster de ejemplo de 256 núcleos (32 nodos) se basa en nuestros avanzados servidores blade PowerEdge M610 recientemente introducidos en el mercado. Este chasis M1000e se ha configurado con 32 blades M610, cada uno de ellos contiene dos procesadores Intel Xeon 5640 de núcleo séxtuplo con una frecuencia de reloj de CPU de 2,26 GHz y 24 GB (6 x 4 GB) de memoria principal. Para aplicaciones paralelas con más de un nodo de computación, se suministra una interconexión Gigabit Ethernet para facilitar una función de transferencia de mensajes adecuada para un gran número de aplicaciones paralelas. Se ha configurado una red Ethernet rápida separada para uso administrativo. Esta configuración es extremadamente compacta (384 núcleos en un chasis de 20U), cuenta con las mejores características de consumo de energía de su clase y apenas necesita cableado externo. El nodo principal y el servidor de archivos NFS es un servidor Dell PowerEdge R710 (2U) con 72 GB (18 x 4 GB) de memoria principal y un almacenamiento masivo de 20 TB para que los nodos de computación puedan acceder a través del NFS. Una pantalla LCD de 1U retráctil con teclado y ratón completan este eficaz clúster independiente El precio incluye la instalación completa por parte de Dell en un bastidor de 42 (también incluido). Hay disponible una selección de sistemas operativos, ya sea Linux o Microsoft Cluster Server. El enfoque de Dell e Intel para una mejor eficiencia energética Los servidores Dell PowerEdge, basados en la última tecnología 32 nm de Intel Xeon con arquitectura Intel Core se han diseñado teniendo en cuenta la eficiencia energética y el rendimiento. Elija un sistema Intel Cluster Ready certificado y aplicaciones Intel Cluster Ready y facilite el acceso a un rendimiento inteligente y eficiente energéticamente de la serie de procesadores Intel Xeon Gracias a Intel Cluster Ready, contará con la garantía de que el software y el hardware HPC trabajarán en conjunto, desde el primer momento. Para obtener más información sobre otras opciones de clúster de Dell, póngase en contacto con su comercial de Dell o visite dell.es/investigacion 19

20 Sistema de memoria compartida virtual de 4 a 32 sockets smp Para departamentos que requieran grandes cantidades de memoria, OpenMP y otras aplicaciones SMP, Dell y ScaleMP han diseñado soluciones flexibles y ampliables que emplean los servidores Dell PowerEdge R610, R710 de montaje en rack o los blades M610 y M710. Al ejecutarse en un único sistema operativo (Linux), los sistemas ofrecen un mayor rendimiento a un precio menor que el de los sistemas de memoria compartida tradicionales, a la par que proporciona una facilidad de programación, implementación y administración. Esta solución también constituye una alternativa a los clústeres en los que los sitios no cuenten con expertos de informática en administración de clústeres. Procesadores...4 a 32 Núcleos...24 a 192 Ram (memoria compartida)...2.3tb E/s rápida interna... 9tb Pico de teraflops tflops** Openmp stream(*)...445,869 Mb/s (*) Ancho de banda de memoria OpenMP STREAM. TRIAD (Intel Xeon x5570, 2,93 GHz, DIMMS 1066 MHz) (**) Pico teórico basado en el uso de Intel Xeon X5680, 3.3GHz 20

21 Fue crucial contar con una alianza y colaboración estratégicas con un socio de gran reputación, fiabilidad, responsabilidad y capacidad: justo lo que Dell nos ofreció. Kathy Austin Vicepresidente asociado Universidad técnica de Tejas 21 SMP memoria compartida

22 Configuración de muestra Monitor LCD de 1U 17 Teclado y ratón M1000 chassis con 2 a 16 servidores M610 o 2 a 8 servidores M710 (Software vsmp Foundation de ScaleMP) Nota vsmp Foundation de ScaleMP admite tanto servidores montados en rack (R410, R610 y R710) como servidores blade (CHASIS M1000 con servidores M610 o 2 a 8 servidores M710) con configuraciones de 2 a 16 servidores agregados. Consulte las fichas anteriores. 22

23 Listo para usar Basados en los servidores Dell PowerEdge para rack o servidores blade equipados con dos potentes procesadores Intel de núcleo séxtuplo, los sistemas SMP virtuales admiten hasta 192 núcleos, una memoria compartida de 2,3 TB y un almacenamiento interno rápido de 9 TB. Todo ello en un único sistema operativo (Linux). Idóneos para aplicaciones de subprocesos, aplicaciones OpenMP y simulaciones de grandes memorias, estos sistemas ofrecen mayores niveles de rendimiento que los sistemas de memoria compartida exclusivos. Los sistemas también ofrecen la flexibilidad de ejecutar aplicaciones distribuidas mediante un interfaz de transferencia de mensajes (MPI) con el mismo nivel de rendimiento que los clústeres tradicionales. Los SMP virtuales también constituyen una alternativa a los clústeres de implementaciones menores al disminuir su complejidad. Los sistemas pueden configurarse con planos posteriores redundantes para una mayor disponibilidad y rendimiento, además de admitir la partición. Diseñadas desde la base para ofrecer aplicaciones informáticas de alto rendimiento, estas soluciones resultan idóneas para la ingeniería asistida por ordenador (CAE), ciencias de la vida y de los materiales, investigación científica y simulaciones numéricas, imágenes médicas y automatización de diseños electrónicos (EDA) El enfoque de Dell e Intel para una mejor eficiencia energética Los servidores Dell PowerEdge, basados en la última tecnología 32 nm de Intel Xeon con arquitectura Intel Core se han diseñado teniendo en cuenta la eficiencia energética y el rendimiento. Elija un sistema Intel Cluster Ready certificado y aplicaciones Intel Cluster Ready y facilite el acceso a un rendimiento inteligente y eficiente energéticamente de la serie de procesadores Intel Xeon Gracias a Intel Cluster Ready, contará con la garantía de que el software y el hardware HPC trabajarán en conjunto, desde el primer momento. Para obtener más información sobre otras opciones de clúster de Dell, póngase en contacto con su comercial de Dell o visite dell.es/investigacion 23

24 Más información en dell.es/investigacion Dell Computer S.A. Calle Basauri No17 Edificio Valrealty MADRID N.I.F: A