Softwarová společnost Microsoft si již může připsat první větší úspěch se svým novým operačním systémem pro HPC clustery Windows HPC Server 2008, na jehož vývoji přitom stále ještě pracuje. U příležitosti již 31. vydání žebříčku Top500 nejvýkonnějších superpočítačů světa, který byl v polovině června oznámen na International Supercomputing Conference v německých Drážďanech, se totiž systém používající jednu z dosud nedokončených verzí této novinky od Microsoftu dočkal velmi příznivého umístění, když s výkonem 68,5 teraflops skončil na 23. příčce. Jedná se o rozsáhlý clusterový superpočítač, který je nasazen v Národním centru pro superpočítačové aplikace (NCSA), jenž patří mezi pět výzkumných center národního programu Supercomputer Centers Program a je hlavní výzkumnou jednotkou University of Illinois. Společnost Microsoft dále oznámila, že release candidate verze operačního systému Windows HPC Server 2008 bude od posledního červnového týdne dostupná ke stažení.
Mezi klíčové prvky, které dovolují systému Windows HPC Server 2008 účinně využívat potenciál tisíců výpočetních jader, se řadí zejména NetworkDirect RDMA, což je nové vysokorychlostní rozhraní společnosti Microsoft pro přímý vzdálený přístup do paměti prostřednictvím sítě, dále pak vysoce efektivní a škálovatelné nástroje pro správu clusteru, plánovač úloh postavený na servisně orientované architektuře (SOA) a neméně důležité je také respektování zavedených HPC standardů, jako je například specifikace High Performance Computing Basic Profile (HPCBP) vytvořená organizací Open Grid Forum (OGF). V souvislosti s novou technologií NetworkDirect RDMA je též zajímavé zmínit, že společnost Mellanox Technologies Inc. představila na konferenci novou řadu síťových karet ConnectX InfiniBand, které využívajíce této novinky dosahují převratné přenosové rychlosti 2 GB za sekundu při latenci (zpoždění) pouhé 2 mikrosekundy.
První zkušenosti s Windows HPC Server 2008
Ačkoliv operační systém Windows HPC Server 2008 má být oficiálně uveden na trh teprve v druhé polovině letošního roku, někteří nedočkavci již nyní profitují z nemalých výhod, které tato novinka přináší. Například již zmíněné NCSA využilo k dosažení oněch 68,5 teraflops betaverzi systému provozovanou na clusteru obsahujícím 9472 výpočetních jader, přičemž reálné využití výpočetní kapacity clusteru se pohybuje na velmi dobrých 77,7 procentech. Díky těmto hodnotám se toto výpočetní centrum ihned zařadilo mezi nejvýkonnější superpočítačové infrastruktury světa a zároveň se stalo aktuálně nejvýkonnějším clusterem postaveným na platformě Windows.
"Se systémem Windows HPC Server 2008 máme vynikající zkušenost," říká Robert Pennington, zástupce ředitele společnosti NCSA. "Zprovoznění systému bylo mnohem jednodušší, než jsme předpokládali, a výkonnostní výsledky také předčily naše očekávání. Když jsme nasadili Windows na náš cluster, který obsahuje více než tisíc uzlů, první programy na testování výkonu Linpack jsme spustili již po pouhých čtyřech hodinách. Síla systému Windows HPC Server 2008 vnesla do využívání našeho clusteru takový stupeň efektivity, který patří k nejvyšším, jaký jsme kdy v této oblasti viděli."
Podobně jako NCSA, také vědci z Umea University v severním Švédsku již pracují s betaverzí systému Windows HPC Server 2008, a to na svém superclusteru, se kterým dosahují výkonu 46 teraflops, a to na 5376 výpočetních jádrech při mimořádné efektivitě 85,5 procent. Tyto hodnoty jej činí druhým světově největším clusterem na platformě Windows a zároveň nejrychlejším akademickým clusterem ve Švédsku. Umea University bude nový superpočítač provozovat ve svém výzkumném středisku známem pod zkratkou HPC2N. Tento univerzitní cluster je složen z celkem 672 bladeserverů IBM a je vůbec prvním exemplářem, kdy jsou Windows HPC Server 2008 veřejně provozovány na hardwaru od IBM.
"Díky práci na systému Windows HPC Server 2008 si už i naši zákazníci povšimli zvýšené efektivity," říká Dave Jursik, vice president pro prodeje superpočítačů, IBM Corp. "Naše průmyslové partnerství se společností Microsoft sehrává důležitou roli v cestě za naším cílem, tedy vytvářet silná clusterová řešení, která uspokojí rostoucí potřeby výzkumných pracovníků, stejně jako vědce z univerzity v Umea."
NCSA a Umea University jsou dvě organizace z postupně se rozrůstajícího počtu superpočítačových center využívajících operační systém Windows HPC Server 2008 - a je zajímavé sledovat, že zatím všechny se v rámci žebříčku Top500 vyznačují vysokým indexem efektivity. Seznam nejvýkonnějších výpočetních systémů světa je publikován dvakrát ročně organizací International Supercomputing Conference. Tento seznam je ke zhlédnutí na internetové adrese http://www.top500.org.
"Výpočetní systémy v Umea University a NCSA demonstrují, jak platforma Windows dokáže povýšit běžnou infrastrukturu mezi 25 nejvýkonnějších superpočítačů světa - což až doposud záviselo čistě na dedikovaném, specializovaném hardwaru a softwaru," uvedl Kyril Faenov, generální manažer HPC divize ve společnosti Microsoft.
Vysoce produktivní HPC
Společnost Microsoft má v oblasti HPC ambicióznější vizi než se jen vypořádat s rostoucí výpočetní zátěží kladenou na clusterová řešení. Přínos Microsoftu spočívá ve snaze poskytovat integrované, bohatě rozšiřitelné HPC řešení a také vysoce produktivní vývojové prostředí, a to i těm zákazníkům, pro něž v minulosti nebyl nákup superpočítačového řešení z finančního hlediska vůbec myslitelný. Díky úsilí soustředěnému především na zvyšování produktivity uživatelů, vývojářů i administrátorů se společnost nachází v ideální pozici pro budování dalšího růstu segmentu HPC. Podle analytické organizace IDC bude trh HPC serverů vykazovat během příštích pěti let zdravý, stabilní růst. Odborníci z IDC očekávají, že tržby v tomto tržním segmentu v následujících letech porostou v průměru o 9,2 procent ročně a do konce roku 2012 dosáhnou výše 18 miliard dolarů.
"Microsoft má zkušenosti v uchopení technologií dostupných pouze úzkému segmentu výpočetního trhu a jejich zpřístupnění a produktivním zužitkování mezi početnou řadou uživatelů," sdělil Faenov. "Stejná je i naše strategie v oblasti HPC, kde uživatelé dnes vybírají na internetu zcela neslučitelné technologie nebo si od šesti sedmi dodavatelů objednávají různé druhy konfigurací. My pro tyto zákazníky máme kompletní řešení a spolu se svým okruhem partnerů spolupracujeme na vytvoření takové platformy, na kterou se budou moci spolehnout."
Během loňského podzimu společnost Microsoft iniciovala vznik Parallel Computing Initiative, programu, jehož cílem je vytvoření sady vývojových nástrojů pro mnohojádrové stolní a clusterové systémy, což by umožnilo využití paralelní architektury širokému spektru komerčních aplikací. Kromě toho Microsoft a Intel oznámily společnou investici do vybudování dvou nových výpočetních center pro výzkum paralelních výpočtů, a to na University of California v Berkeley a University of Illinois v Urbana-Champaign. Tato centra mají urychlit průnik paralelních výpočtů do mainstreamové oblasti.
Více informací o produktu Windows HPC Server 2008 je k dispozici na internetové adrese http://www.microsoft.com/hpc.
Zdroj: http://www.microsoft.com/presspass/press/2008/jun08/06-18HPCServerPR.mspx