SIÊU MÁY TÍNH Thiên hà 1A

 Để hiểu cái nỗi… chẳng ra nỗi gì của cụ KYGAI, hãy tìm hiểu ông hàng xóm của chúng ta! Có một bài hay hay xin giới thiệu cùng các cụ:

MÁY TÍNH THIÊN HÀ – 1A, SIÊU MÁY TÍNH HÀNG ĐẦU CỦA TG

    (Bài tổng hợp các trang Wikipedia bằng tiếng … lung tung (Anh, Hoa, Nga, Việt), do người tổng hợp chỉ có nhiệt tình mà không có trình độ ngoại ngữ nên không tránh khỏi kiểu dịch LVSÂM, có điều gì sai sót rất mong được đóng góp kịp thời của các cụ để sửa chữa).   

Thiên Hà-1 hoặc TH-1 (天河一号là một siêu máy tính có khả năng tính với tốc độ Rmax bằng 1,2 PetaFLOPS (1,2 triệu tỉ phép tính dấu phảy động trên giây (xem FLOPS ). Tọa lạc tại Trung tâm siêu máy tính quốc gia ở Thiên Tân, Trung Quốc, tháng 10 năm 2009 nó đươc xếp hạng là siêu máy tính nhanh thứ năm trên thế giới và một trong số ít siêu máy tính trên thế giới có tốc độ trên một triệu tỉ phép tính/s (1015 FLOPS) .

  Trong tháng mười năm 2010 , một phiên bản nâng cấp của máy tính Thiên Hà-1 Thiên Hà-1A đã vượt qua máy tính  Jaguar (Hổ Châu Mỹ) của ORNL (Mỹ), trở thành siêu máy tính nhanh nhất của thế giới, với tốc độ tính toán đỉnh cao 2,507 PetaFLOPS. (2,507. 1015 FLOPS)

Cả máy nguyên bản Thiên Hà-1 và máy nâng cấp Thiên hà-1A sử dụng hệ điều hành dựa trên Linux.

Thiên Hà-1

Thiên Hà-1 được Đại học Kỹ thuật Khoa học Quốc phòng Trung Quốc (国防科学技术大学)Trường Sa, Hồ Nam phát triển. Lần đầu tiên nó được tiết lộ cho công chúng vào ngày 29 tháng 10 năm 2009, và ngay lập tức xếp hạng siêu máy tính nhanh thứ năm thế giới trong danh sách TOP500 siêu máy tính  sản xuất vào năm 2009 do Hội nghị siêu máy tính (SC09) tổ chức tại Portland, Oregon, vào ngày 16 tháng 11 năm 2009 công bố. Thiên Hà – 1 đạt được tốc độ 563 TeraFLOPS trong thử nghiệm 500 siêu máy tính đứng đầu thế giới và đã có một hiệu suất cao nhất là 1,2 PetaFLOPS. Như vậy ngay từ khởi đầu, hệ thống đã có một hiệu quả 46%. Ban đầu, Thiên Hà-1 được trang bị 4.096 vi xử lí 4 lõi Intel Xeon E5540 và 1.024 bộ xử lý 4 lõi Intel Xeon E5450, với 2.560 card đồ họa AMD có 2560 bộ xử lí đồ hoạ hai lõi (2 x GPU) ATI Radeon HD 4870 X2, như vậy có tới 5120 lõi (core) xử lí đồ hoạ  (GPU) trong máy tính này.

Thiên Hà-1A

Trong tháng mười năm 2010, Thiên Hà-1A, siêu máy tính được công bố tại HPC 2010 Trung Quốc. Máy tính này lúc đó được trang bị 14.336 vi xử lí 6 lõi Xeon X5670 (tên mã Gulftown, 6 lõi, 12 luồng, công nghệ 32 nm, tần số đồng hồ 2,93 GHz, công suất tiêu hao 95W/CPU) và 7.168 bộ xử lý đồ hoạ Nvidia Tesla GPU M2050 thông dụng (lõi đơn, 225 W/GPU, tần số 1,15 GHztính năng tính toán dấu phảy (chấm) động chính xác kép 515 GFLOPS, tính năng tính toán dấu phảy động độ chính xác đơn 1,03 TFLOPS ). 2048 bộ vi xử lí ngoại lai FT1000  (vi xử lí Phi Bằng – 飞腾处理器 – mỗi vi xử lí 8 lõi, 64 luồng, tần số đồng hồ 1 GHz) do Đại học Kỹ thuật Khoa học Quốc phòng Trung Quốc (国防科学技术大学) cũng được lắp đặt vào hệ thống, nhưng sức mạnh tính toán của chúng không được tính vào thống kê Linpack chính thức của máy tháng 10 năm 2010. Thiên Hà-1A có hiệu suất đỉnh về lý thuyết là 4,701 PetaFLOPS. Các hệ thống lắp ngoài (ngoại lai) hiện nay tiêu thụ 4040 kW so với hơn 12.000 kW đã được xây dựng (thiết kế?) cho riêng CPU.

Trong bản tiếng Nga của Wikipedia thì không nói đến hệ thống lắp ngoài tiêu thụ bao nhiêu năng lượng, chỉ thấy nói công suất tiêu thụ của hệ thống Thiên hà -1A là 4040 kW điện (Потребляемая суперкомпьютером Тяньхэ-1А электрическая мощность составляет 4,04 МВт). Thông tin này cũng gần đúng với các số liệu ghi trong datasheets của các nhà sản xuât thiết bị gốc (OEM) : 

 14336 CPU Xeon X5670 cũng chỉ tiêu thụ hết 14336 x 95(W)  = 1362 kW.  

7168 GPU   Tesla M2050 tiêu thụ hết  7168 x 225(W) =  1612 kW.

  2048 CPU    FT1000 (Phi Bằng) tiêu thụ    2048 x 200 (W) = 409,6 kW (cứ cho Phi Bằng công nghệ kém Inlel, tiêu hao nhiệt cho mỗi CPU 8 lõi gấp 2 lần tiêu hao nhiệt của CPU 6 lõi Intel) thìTổng công suất (thiết kế) cho các CPU chỉ là 3383,6 kW.

 Nhưng công suất tiêu hao toàn bộ còn bao gồm công suất cho chipset, kể cả cho đường truyền thông BUS, ARCH; thông gió mát máy; các dịch vụ khác không thể đến 8.000 kW được, cho nên nói công suất tiêu hao cho Thiên Hà -1A lên tới 12000 kW là con số không chính xácHoặc là người ta ca ngợi Thiên hà -1A với ý rằng nó chỉ tiêu hao 4040 kW trong khi các máy tính khác nếu làm như nó (hoặc để đạt được tốc độ như nó) phải tiêu hao 12 MW điện chăng? nhưng do NoiLieu dốt ngoại ngữ hiểu sai? Điều này là không chắc chắn vì loại như thế này đã ai làm đâu mà nói mạnh được. Thôi thì cứ hiểu nó tiêu tốn khoảng 4000 kW điện khi làm việc.   

Thienhe.JPG

  

TH-1A.jpg

Hình minh hoạ: Toàn cảnh Thiên hà -1A (trái ) và hai dãy tủ với các tủ và ngăn tủ TH-1A

Hệ thống Thiên Hà-1A gồm có 112 dãy tủ (cabinet) máy tính, 12 dãy tủ lưu trữ, 6 dãy tủ truyền thông, và 8 dãy tủ vào/ra (I / O). Mỗi dãy tủ máy tính có bốn tủ (frame), với mỗi tủ chứa tám ngăn (blad), cộng với 16 bảng chuyển đổi cổng. Mỗi ngăn chứa hai khối (node) tính toán, mỗi khối tính toán chứa hai vi xử lí  Xeon 6 lõi X5670 và một bộ xử lý đồ hoạ (GPU) nVidia M2050. Hệ thống có tổng số 3.584 tủ, chứa 7168 GPU, và 14.336 CPU. Toàn bộ ổ đĩa cứng lưu trữ của các hệ thống là 2 Petabytes (2 triệu GB) thực hiện như là một hệ thống tệp lập thành cụm Lustre, và kích thước toàn thể bộ nhớ của hệ thống là 262 Terabyte.

Tên hãng nVidia phải viết chữ n không hoa, nhiều người cứ viết Nvidia là … chưa đúng

Một lý do quan trọng để tăng hiệu suất của hệ thống Thiên Hà-1A mới được nâng cấp là Đại học Kĩ thuật Khoa học Quốc phòng Trung Quốc theo yêu cầu, thiết kế công nghệ độc quyền kết nối tốc độ cao được gọi là Arch (kết nối vòng cung) chạy ở tốc độ 160 GB/s, gấp đôi băng thông của InfiniBand.

Băng thông vô hạn (InfiniBand) là một loại liên kết truyền thông chuyển mạch kiểu dệt vải (switched fabric) sử dụng trong điện toán hiệu năng cao và trung tâm dữ liệu doanh nghiệp. Các tính năng của nó bao gồm thông suất cao, độ trễ thấp, chất lượng dịch vụchuyển đổi dự phòng, và nó được thiết kế để có khả năng mở rộng. Các đặc tả kỹ thuật của kiến trúc Băng thông vô hạn xác định kết nối giữa các nút bộ xử lý và các nút vào/ra (I/O) hiệu suất cao như các thiết bị lưu trữ.

Siêu máy tính này được lắp đặt tại Trung tâm quốc gia Siêu máy tính ở Thiên Tân, và được sử dụng để thực hiện các tính toán cho thăm dò dầu khímô phỏng máy bay. Đây là một máy tính "truy cập mở", có nghĩa là nó cung cấp dịch vụ cho các Nước khác. Siêu máy tính có thể phục vụ khách hàng quốc tế.

Các máy tính có chi phí  88 triệu USD ( để xây dựng) và khoảng 20 triệu USD hàng năm (cho các chi phí liên quan đến năng lượng và hoạt động). Nó dùng 200 nhân công để duy trì hoạt động có chất lượng.

Xin lưu ý:

 1) FLOP(S) (FLoating point OPerations per Second là đơn vị tính hiệu năng máy tính trong công nghệ thông tin, được đo bằng số phép tính dấu phảy động (dấu chấm động) trong một giây, 1GFLOPS = 1 tỉ thao tác (phép tính) dấu phảy động trong 1 giây. 1 TFLOPS = 1000 GFLOPS = 1 triệu triệu FLOPS; 1 Peta FLOPS = 1 triệu tỉ FLOPS.

2) Số liệu nhiều chỗ còn mâu thuẫn giữa bản Trung văn và Tiếng Anh. Ví dụ nVidia Tesla M2050 tài liệu TQ nói nó là lõi kép, tài liệu của Anh lại nói nó là GPU thông dụng, lõi đơn. Trong phần công suất sử dụng của Thiên hà-1A bản tiếng Anh nêu tới 12000 kW là hơi quá đáng. Người TQ dùng chữ độ  điện (耗电1280度) là chỉ kWh, nói tiêu hao 1280 độ điện trong 1 giờ thời có nghĩa là 1280 kW (1,28 MW). Một máy tính mà chơi đến 12 MW thì quả là siêu không lường được. Còn nhớ là Nhà máy điện Yên Phụ khi chưa mở rộng, công suất 20 MW đã cấp đủ cho cả HN dùng đấy. Vị nào có thông tin mới xin bổ sung.

3) Chi tiết báo TQ được phản ảnh trên Wikipedia bản Trung văn rằng vi xử lí Phi Bằng của họ là loại 8 lõi 64 luồng, 1 GHz thì thật kinh khủng. Hãy nhớ lại Hãng Intel chế ra vi xử lí  Pen IV siêu phân luồng (HT) chỉ có 2 luồng trên lõi đơn. Đến khi chuyển sang kiến trúc core (2006) thì không thấy CPU nào Intel core 2 duo có phân luồng cả. Phải đến cuối 2008 mới thấy kiến trúc vừa đa lõi vừa đa luồng xuất hiện trong Intel core i7, rồi đầu năm 2010 thì đa luồng đa lõi mới rầm rộ phát triển trong thế hệ core i3, i5, i7 nhưng thông dụng chỉ là 2 lõi 4 luồng. Ở đây Phi Bằng lại 8 lõi 64 luồng, nếu không nhầm thì thật siêu, siêu. (Nói vậy vì Phi Bằng lắp chung với Xeon, phải có kiến trúc bộ chỉ lệnh tương thích với Intel Xeon mà nhiều lõi nhiều luồng thì thật khó thêm gấp bội). 

 

Advertisements
Bài này đã được đăng trong Máy vi tính. Đánh dấu đường dẫn tĩnh.