Instytut Kosmologii Obliczeniowej (ICC) Uniwersytetu Durham przechodzi na bezprzełącznikową architekturę sieci dla swojego superkomputera COSMA7, aby zmniejszyć ryzyko przeciążenia sieci, które spowolni tempo badań nad początkami wszechświata.
ICC wykorzystuje serię dużych superkomputerów do zasilania swoich badań kosmicznych, które wymagają przeprowadzania złożonych i wyrafinowanych symulacji, aby 50-osobowy zespół naukowców mógł poszerzyć swoją wiedzę na temat działania wszechświata.
Superkomputer COSMA7 jest wspierany przez sieć Distributed Research Using Advanced Computing (DiRAC), która zapewnia zasoby IT i fundusze dla instalacji superkomputerowych na uniwersytetach w Cambridge, Durham, Leicester i Edynburgu.
Superkomputer otrzymuje również fundusze od Exascale Computing Algorithms and Infrastructures Benefiting UK Research (ExCALIBUR), inicjatywy o wartości 45,7 mln funtów, której celem jest dostarczanie oprogramowania symulacyjnego nowej generacji do priorytetowych dziedzin badawczych w Wielkiej Brytanii.
Podczas briefingu prasowego w celu omówienia modernizacji sieci COSMA7, Alastair Basden, kierownik techniczny klastra COSMA High Performance Computing (HPC) na Uniwersytecie Durham, powiedział, że instytucja współpracowała z zespołami badawczymi na całym świecie.
„Jest to bardzo międzynarodowa instytucja i współpracuje z uniwersytetami z całego świata, a to, co robimy, to przede wszystkim przeprowadzanie ogromnych symulacji wszechświata – począwszy od Wielkiego Wybuchu – zanim rozpropagujemy to w czasie do dnia dzisiejszego, co pozwala nam oglądać ewolucja wszechświata w tym czasie” – powiedział Basden.
„Możemy wprowadzić do symulacji inną fizykę i możemy zajrzeć do rzeczy, których nie rozumiemy. Rzeczy takie jak ciemna materia, ciemna energia i tego typu rzeczy.
„Istnieją dla nich różne parametry i umieszczamy je w początkowej symulacji, propagujemy symulację, a następnie porównujemy to, co otrzymujemy w symulacji z tym, co zaobserwowaliśmy za pomocą gigantycznych teleskopów”.
Aby zapewnić, że superkomputer będzie mógł nadal wykonywać swoją pracę w wydajny i produktywny sposób, a po pomyślnym potwierdzeniu koncepcji, uczelnia zdecydowała się zreorganizować i zmodernizować architekturę sieciową COSMA7 do projektowania bezprzełącznikowego przy użyciu technologii Rockport Networks.
Wdrożenie jest finansowane przez programy DiRAC i ExCAlBUR, a technologia Rockport umożliwia uczelni dystrybucję funkcji przełączania sieci do węzłów końcowych COSMA7, co skutecznie czyni je siecią.
To z kolei pozwala na eliminację warstw przełączników z infrastruktury superkomputera i zmniejsza ryzyko przeciążenia i wąskich gardeł w sieci, co pozwala naukowcom z uniwersytetu na wydajniejsze przeprowadzanie symulacji i szybsze uzyskiwanie danych, które wytwarzają. .
Matthew Williams, dyrektor ds. technologii w Rockport Networks, powiedział, że projekt wskazuje na to, jak zmieniają się postawy i pomysły dotyczące rozwiązywania problemów przeciążenia sieci.
„Rozwiązywanie problemów z przeciążeniem wykroczyło poza udostępnianie większej liczby przełączników, aby rozwiązać problem z przepustowością” — powiedział. „Zaawansowana kontrola i architektura oznaczają, że klient nie jest już na łasce wąskich gardeł, jakie tworzy ich infrastruktura sieciowa”.
ICC został wprowadzony do Rockport Networks, gdy firma była jeszcze w trybie ukrycia dzięki wzajemnym kontaktom z gigantem sprzętowym Dell, powiedział Basden.
„Jesteśmy Dell Center of Excellence w Durham i Dell pomyślał, że możemy być zainteresowani technologią Rockport” — dodał. „Więc skontaktowaliśmy się z nimi nieco ponad półtora roku temu i mieliśmy tutaj tę gromadę, na której mogliśmy ją przetestować i stamtąd ją zabrać”.
Ostateczne wdrożenie odbędzie się w tym tygodniu, ale Basden powiedział Computer Weekly, że opinie użytkowników podczas fazy testowania były całkowicie pozytywne, a zespoły badawcze mogły wykonywać swoją pracę bez przerw.
“Wielu ludzi nie zauważyło [the difference], co jest bardzo pozytywną rzeczą” – powiedział. „Dla nich to tylko sieć, z której korzystali i nie musieli dostosowywać swojego kodu, ale ludzie, którzy wiedzieli o pracach prowadzonych za kulisami, byli pod wrażeniem”.
Jako przykład tego, jak dobrze przebiegły testy, Basden wskazuje poprawę wydajności, którą naukowcy pracujący nad dużym i złożonym kodem hydrodynamiki wygładzonych cząstek zauważyli w fazie testowania.
Ten konkretny kod używa „równoległości opartej na zadaniach”, więc sposób, w jaki działa, nie powinien mieć wpływu na problemy z przeciążeniem sieci, ale jego wydajność również poprawiła się po dodaniu technologii Rockport do stosu.
„Nieustannie poszukujemy zaawansowanych technologii, które mogą poprawić wydajność i niezawodność obsługiwanych przez nas zaawansowanych obciążeń obliczeniowych” — powiedział Basden.
„W oparciu o wyniki i nasze pierwsze doświadczenia z architekturą bezprzełącznikową Rockport byliśmy pewni, że dokonaliśmy wyboru poprawy wydajności modelowania eksaskalowego — a wszystko to poparte odpowiednią ekonomią”.