Аэродинамика и нефтедобыча, прогноз погоды и микроэлектроника, фармацевтика и проектирование новых материалов, криптография и биоинженерия -- это лишь малая толика областей, где для решения возникающих задач сегодня требуются суперкомпьютеры. В этом году корпорация Fujitsu получила заказ на изготовление суперкомпьютерной системы для японского агентства по атомной энергетике JAEA (Japan Atomic Energy Agency). Новый суперкомпьютер будет использован для моделирования различных процессов, цел которого – улучшить характеристики атомных электростанций. Следует особо отметить такие задачи, как слияние ядер и моделирование работы бридерного реактора на быстрых нейтронах, а также оценку устойчивости ядерных установок к землетрясениям. Ожидается, что новый суперкомпьютер внесет свой вклад в увеличение безопасности эксплуатации атомной энергии, а также поможет справиться с последствиями глобального потепления.

Суперкомпьютерную систему планируется ввести в эксплуатацию в марте 2010 г. Особо подчеркивается, что данный проект должен сыграть важную роль в безопасном использовании атомной энергии. Кроме того, на момент ввода в эксплуатацию, создаваемый суперкомпьютер станет самым мощным в Японии: ведь теоретически он сможет обеспечить пиковую производительность свыше 200 TFLOPS.

Linux-кластер -- ядро новой системы, содержащее 2157 узлов, -- будет состоять из блейд-серверов Primergy BX900. Заметим, что эти новейшие модульные системы являются сегодня ключевыми продуктами для реализации стратегии глобальной экспансии Fujitsu. Благодаря возможности размещения в одном шасси до 18 серверов, а также пропускной способности системы в 6,4 Тбит/с, данные продукты считаются лидерами среди серверов поколения x86, часто превосходя конкурентные модели по показателям производительности. Стоит также отметить, что помимо использования в суперкомпьютерах блейд-серверы Primergy BX900 хорошо подходят для решения целого ряда задач, среди которых можно назвать обеспечение работы критически важных бизнес-приложений и проекты консолидации серверных мощностей. В следующем году Fujitsu планирует продать 500 тыс. единиц серверов из семейства Primergy, и победа в тендере JAEA – важный шаг на пути к достижению этой цели.

Агентство JAEA было основано в октябре 2005 г., став единственной организацией в Японии, которая занимается проблемами атомной энергетики. Исследования, проводимые в JAEA, касаются моделирования работы бридерного реактора на быстрых нейтронах, переработки и утилизации высокоактивных отходов, а также вопросов безопасности использования атомной энергии и изучения потоков квантованных частиц. До нынешнего времени в JAEA использовались два суперкомпьютера: одна система с общим доступом (теоретическая пиковая производительность – 13 TFLOPS), а также отдельный суперкомпьютер для проекта моделирования бридерного реактора на быстрых нейтронах (теоретическая пиковая производительность – 2,4 TFLOPS). Обработка огромных массивов данных в агентстве приводила к перегрузке обеих систем, в результате чего потребовалось срочное обновление вычислительного комплекса. Было принято решение установить одну систему, которая сочетала бы в себе функционал двух существующих сегодня и была бы способна производить огромное количество вычислений для симуляции слияния ядер и решения других задач в области атомной энергетики.

Новый суперкомпьютер, основой которого является большой кластер, производящий параллельные вычисления, будет представлять собой гибридную систему из трех вычислительных подсистем, каждая из которых будет решать определенные задачи. Новая установка теоретически может достигать производительности в 214 TFLOPS для всех трех взятых вместе подсистем, что примерно в 14 раз больше, чем производительность новейшего суперкомпьютера, установленного в Японии. Ниже перечислены ключевые особенности каждой из трех подсистем.

Большой кластер для параллельных вычислений (теоретическая пиковая производительность 200 TFLOPS). Данная система, которая станет крупнейшим Linux-кластером в Японии, основана на блейд-серверах Primergy BX900, укомплектованных процессорами Intel Xeon X5570 (тактовая частота 2,93 ГГц). Система будет состоять из 2157 узлов, 4314 процессоров и 17256 вычислительных ядер. Узлы кластера будут соединены через интерфейс InfiniBand QDR, что обеспечит высокую скорость обмена данными при параллельных вычислениях. Эта часть суперкомпьютера будет использоваться в основном для решения сложных вычислительных задач, таких как симуляция слияния ядер. Дело в том, что решение одной такой задачи требует производительности как минимум в 100 TFLOPS.

Система нового поколения для разработки кода (теоретическая пиковая производительность 12 TFLOPS). Она будет представлять собой кластер из высокопроизводительных серверов FX1, оснащенных четырехъядерными процессорами SPARC64 VII, разработанными самой Fujitsu. Этот кластер будет насчитывать 320 узлов с 320 процессорами и 1280 вычислительными ядрами. Машины FX1 в основном будут использоваться для разработки приложений для суперкомпьютера следующего поколения. В апреле 2009 г. Fujitsu завершила создание суперкомпьютерной системы на базе этих серверов для японского агентства по аэрокосмическим исследованиям JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency).

Сервер с общей памятью (теоретическая пиковая производительность 1,92 TFLOPS). Третья система будет сконфигурирована на базе сервера SPARC Enterprise M9000, оснащенного процессорами SPARC64 VII. Основной задачей для этой части суперкомпьютера станет разработка бридерного реактора на быстрых нейтронах.

Все три системы будут соединены при помощи Parallelnavi -- промежуточного ПО Fujitsu, созданного специально для высокопроизводительных вычислений, что позволит управлять всем суперкомпьютером как единой системой, а также поддерживать высокий уровень работоспособности всех подсистем. Дополнительное оборудование представлено большой системой хранения данных, состоящей из 36-модульного дискового массива Eternus DX80, что обеспечит суперкомпьютеру 1,2 Пбайт емкости для хранения данных.

Интересно, что специальные возможности создаваемой системы позволяют создать технологический базис для японского компьютера следующего поколения. Именно поэтому данный комплекс предполагается также использовать для разработки кода, необходимого для нового суперкомпьютера, запуск которого ожидается в 2012 г.