• РЕГИСТРАЦИЯ

ПаВТ 2016: Высокоскоростная сеть «Ангара» для суперкомпьютеров и кластеров – сделано в России

5 5343

«Ангара» – это разработанный в России интерконнект, способный потягаться по скорости и надёжности с зарубежными аналогами, но при этом более доступный. Подробности об уникальной разработке читайте в нашем материале.

Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ) не слишком известен обывателю. В СССР он занимался созданием компьютеров серии ЕС ЭВМ, и, что бы ни говорили злые языки, работа его сводилась не только к клонированию и адаптации зарубежных систем. Удивительно, но последние машины этой серии были выпущены аж в конце 1990-х годов. В этом же институте были созданы первые отечественные ЭВМ «Стрела». В XXI веке НИЦЭВТ продолжает заниматься разработкой действительно больших машин (суперкомпьютеров и кластеров) и инфраструктуры для них. На конференции ПаВТ 2016 компания рассказала о своём продукте «Ангара», полное наименование которого звучит как «высокоскоростная сеть для суперкомпьютеров и кластеров» или «межузловая коммуникационная сеть», а среди специалистов такой тип сетей называют просто интерконнектом.

СБИС ЕС8430 – «сердце» «Ангары»

Интерконнект отличается от всех прочих сетей связи повышенными требованиями к различным параметрам соединений и сети в целом: отказоустойчивось, низкие задержки, высокая скорость, высокая интеграция с компонентами узлов кластера, оптимизация под конкретные типы данных и взаимодействий и так далее. В силу своей специфики такие интерконнекты лучше многих других подходят для суперкомпьютеров. Мало иметь большую вычислительную мощь, надо ещё и умело задействовать её, вовремя подавая и забирая информацию, позволяя множеству узлов работать как единое целое. Неудивительно, что крупные разработчики суперкомпьютеров создают и собственные реализации интерконнектов для них.

Сетевой адаптер «Ангара»

Например, в рейтинге TOP500 они обязательно указываются, а первой десятке свежего списка сейчас лидируют сети Cray и IBM. А об одной из новейших разработок Intel в этой области — Omni Path — мы уже подробно рассказывали в репортаже с SC15. Для любой такой сети важна топология — то, как именно соединяются узлы между собой. Интересующимся можно порекомендовать краткий обзор развития топологий интерконнектов. «Ангара» поддерживает на текущий момент топологии от одномерной решётки до четырёхмерного тора. «Торы» весьма популярны среди современных производителей суперкомпьютеров, так как для них хорошо проработаны алгоритмы маршрутизации, а сама сеть легко адаптируется к нагрузкам и выдерживает их всплески. Кроме того, такая топология относительно недорога — с ростом числа узлов затраты на интерконнект растут не так стремительно.

Сама же «Ангара» не требует использования коммутаторов и поддерживает до 8 каналов связи с соседними узлами. Сеть может объединять порядка 32 тысяч узлов. Основой «Ангары» является разработанная в НИЦЭВТ СБИС серии ЕС8430, которая на данный момент изготавливается по 65-нм техпроцессу на фабриках TSMC. СБИС содержит 180 млн транзисторов, то есть, по словам разработчиков, по сложности она сравнима с современными CPU — несмотря на то, что в последних число транзисторов исчисляется уже миллиардами, большая часть из них приходится на кеш и другие невычислительные блоки. ЕС8430 может быть интегрирована с другими решениями (для этого есть наборы SDK/HDK), а НИЦЭВТ предлагает готовое решение в виде PCIe-карты с шестью интерфейсами HDLSP, хотя по желанию заказчика могут быть использованы и другие электрические/оптические среды передачи данных, включая решения для установки в blade-серверы.

Порты адаптера «Ангара»

Для повышения производительности аппаратно реализованы поддержка часто используемых операций, многоядерных CPU (каждое ядро может независимо работать с адаптером), различных вариантов маршрутизации с защитой по отказам отдельных каналов связи и узлов, агрегация пакетов, RDMA. Основной упор при разработке был сделан на совместимость с x86-процессорами. Тем не менее в НИЦЭВТ успешно провели испытания «Ангары» в паре с отечественными CPU «Эльбрус» и с GPU (за счёт поддержки GPUDirect), а также с ПЛИС. Таким образом, сеть поддерживает работу с гибридными вычислительными блоками, состоящими из устройств с различными архитектурами. По словам компании, «сеть может применяться в составе вычислительных систем для нужд самых разных заказчиков».

Основная область применения «Ангары» — это, конечно, высокопроизводительные вычисления (HPC). Впрочем, она умеет работать с TCP/IP и может применяться в «классических» ЦОДах или кластерах с модной нынче BigData. Согласно внутренним тестам НИЦЭВТ, «Ангара» заметно лучше ведёт себя при работе с короткими пакетами (да и длинными тоже), чем популярный интерконнект InfiniBand FDR. В общем и целом «Ангара» является достойным конкурентом зарубежных решений, а по некоторым параметрам и в ряде приложений даже лучше их за счёт выбранной топологии и, как следствие, более низкой стоимости. По словам разработчиков, часто используемая для InfiniBand топология fat tree на практике оказывается слишком дорогой при большом числе узлов. На текущий момент в НИЦЭВТ уже разработана собственная реализация MPI. Сейчас ведутся работы по её оптимизации, что позволит увеличить производительность и эффективность при использовании сети в реальных задачах. Кроме того, идёт работа над адаптацией стороннего ПО.

К сожалению, как и везде в отрасли, ощущается острая нехватка квалифицированных кадров. С целью повышения интереса к «Ангаре» и привлечения аспирантов и преподавателей компания готова открыть низкоуровневые API и предоставить доступ к собственному кластеру «Ангара-К1» для разработки и отладки приложений и бэкендов. Кроме того, с 1 ноября 2015 года тестовый кластер публично доступен для проверки работы ПО на сети «Ангара». На текущий момент два десятка технологических компаний и научных институтов уже воспользовались этой возможностью, причём многие из них запускали на кластере «тяжёлые» задачи — длительностью более 12 часов и с интенсивным обменом данными по сети. Сейчас ведутся проекты по внедрению «Ангары» для нескольких вычислительных кластеров и поставляются интегрированные решения на базе заказной материнской платы разработки НИЦЭВТ, а в скором времени появятся ещё несколько готовых продуктов на базе СБИС ЕС8430. НИЦЭВТ оказывает услуги по адаптации системного и прикладного ПО для сети «Ангара».

Сейчас ведутся разработки следующего поколения интерконнекта, которое будет лучше текущего и за счёт доработки архитектуры СБИС, и за счёт использования более современных технологий производства и интерфейсов. Второе поколение получит поддержку новых топологий butterfly и dragonfly, улучшение работы MPI и коллективных операций, расширенную поддержку нового «железа» и реконфигурируемых систем на его основе. Появится возможность создавать кастомизированные решения с «Ангарой» и другими чипами на одной подложке. На фото выше показан опытный образец с кристаллами завода «Микрон» и подложкой НИЦЭВТ. За счёт такого подхода появится возможность быстрого создания разнородных продуктов – от просто адаптера с одним выходом PCIe до сложных многокристальных систем. В дальнейшем будет представлен вариант с СБИС и оптическими трансиверами на одной подложке – это будет промежуточный шаг между вторым и третьим поколением «Ангары», для которого сейчас закладывается научно-техническая база и которое будет активно использовать технологии оптической связи. Опытно-конструкторские работы над третьим поколением начнутся примерно через два с половиной года. Нам же остаётся только пожелать удачи отечественным разработчикам!

А.С. Симонов, к.т.н., ОАО «НИЦЭВТ»


Источник: http://servernews.ru/931123

    «Уралвагонзавод» изучает секреты НАТО: «Койот» из Британии попался в русские сети вслед за немецким «Леопардом»

    Очередной трофейный танк наши инженеры разобрали по винтикам, и поняли, что интересного там естьРоссийские военные инженеры разобрали трофейные танки Leopard 2A6 и получили доступ к сам...

    ИСТИННЫЙ ЦАРЬ РОССИИ. КИРИЕНКО ЗАДУМАЛ ПЕРЕХВАТИТЬ УПРАВЛЕНИЕ СТРАНОЙ ВМЕСТО ПУТИНА. ЧТО ОН ДЕЛАЕТ?

    В последние дни в высших эшелонах власти Российской Федерации происходят серьезные перестановки. Они инициированы фейковым государственным переворотом, в котором убедил Путина Сергей Ки...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Pol 16 марта 2022 г. 06:52

      Холдинг РКС создал центр компетенции по разработке и производству печатных плат из отечественных сырья и материалов

      В условиях объявленных санкций Роскосмос пересматривает приоритеты и сосредоточится на достижении полной импортонезависимости космического приборостроения. Об этом заявил генеральный директор Госкорпорации Дмитрий Рогозин после того, как стало ясно, что теперь способность России формировать свою орбитальную группировку будет зависеть исключительно от со...
      310
      Pol 14 марта 2022 г. 11:30

      О альтернативно одарённых бегемотах...

      Здесь, один ущерб, мнящий себя, видимо, великим манипулятором задаёт вопрос: Ему же невдомёк, что Россия уже объявила денацификационную и демилитаризационную операцию, для этого ущерба, ведь, разницы нет, что нацисты/фашисты, что простые запуганные обыватели...Россия не ведёт боевых действий против НАРОДА Украины, а утилизирует нацистско-бандеровское отр...
      222
      Pol 11 февраля 2022 г. 06:56

      «Полностью отечественные фотолитографы придут на замену импортным, используемым сейчас на зеленоградских фабриках». Глава наноцентра Анатолий Ковалёв — о новых разработках по заказу Минпромторга

      В Зеленоградском нанотехнологическом центре (ЗНТЦ) началась разработка оборудования для фотолитографии. Два конкурса Минпромторга на создание установок для печати микросхем на кремниевых пластинах прошли осенью 2021 года: один — на разработку фотолитографа с уровнем топологии до 350 нм, второй — до 130 нм. В конце 2026 года планируется запуск серийного производства по...
      437
      Pol 24 декабря 2021 г. 08:51

      На предприятии научного дивизиона Росатома введен в эксплуатацию после модернизации крупнейший в мире критический ядерный стенд БФС-2

      После модернизации в ГНЦ РФ - ФЭИ (входит в научный дивизион Госкорпорации «Росатом» – АО «Наука и инновации») введен в эксплуатацию критический стенд БФС-2, предназначенный для экспериментов по созданию ядерной энергетики будущего. Результаты этих исследований важны для обеспечения надежной и безопасной работы ядерных реакторов различного типа, в том числе БН-800, БН...
      336
      Pol 16 декабря 2021 г. 12:31

      Ротару, очень треба москальских денех...

      В 404 денег уже не собрать – народ не тот, баблом не вышел...Есть тут некий «бронислав», который эту престарелую плюшку пиарит, видать взбурлила молодецкая кровь по принципу – Хай живе и пасется хохол на кацапии!Но надо помнить: https://www.youtube.com/watch?v=8HFh3eT3c6EКто и для чего здесь пастись собирается....
      485
      Pol 25 ноября 2021 г. 07:28

      Эксперты доказали, что атомная энергетика гораздо более «зелёная», чем солнечная и ветряная

      Компания-подрядчик по строительству АЭС «Хинкли-Пойнт C» в Великобритании заказала самый подробный в истории отчёт об углеродном следе атомных электростанций. Экспертная оценка перекликается с ранее представленными выводами Европейской экономической комиссии ООН и свидетельствует, что с точки зрения влияния на климат атомные электростанции самые экологически чистые. Д...
      1141
      Pol 12 мая 2021 г. 07:15

      Китайские магазины стали бойкотировать Gigabyte, которая усомнилась в качестве электроники из Китая

      Компания Gigabyte невысоко оценила уровень китайских товаров, заявив, что сделанная на Тайване электроника (в том числе товары самого производителя) обладает более высоким качеством. Реакция со стороны КНР не заставила себя долго ждать.Компания Gigabyte невысоко оценила уровень китайских товаров, заявив, что сделанная на Тайване электроника (в том числе товары самого ...
      629
      Pol 1 апреля 2021 г. 07:05

      Успешно завершён цикл огневых испытаний перспективного ракетного двигателя РД-171МВ

      Цикл из восьми огневых испытаний первого доводочного образца жидкостного ракетного двигателя РД-171МВ полностью и успешно завершён в научно-испытательном комплексе НПО «Энергомаш» (входит в состав Госкорпорации «Роскосмос»). Процесс этих испытаний занял три месяца, подтвердив работоспособность двигателя и правильность выбранных конструкторско-технологических решений. ...
      576
      Pol 12 ноября 2020 г. 08:49

      Уникальный российский бионический протез A.R.M. Project Titanium выйдет в следующем году

      В следующем году холдинг «Технодинамика» Госкорпорации Ростех начнёт производство бионических протезов руки под маркой A.R.M., выполненных полностью из отечественных компонентов. Искусственная рука из металла и полиуретана реализует основные движения кисти, не боится пыли и влаги и работает до трех дней без подзарядки. Благодаря простоте и надёжности протез A.R.M. Pro...
      590
      Pol 12 февраля 2020 г. 07:39

      Microsoft в ярости. Из-за Valve пользователи уходят на Linux.

      Недавно Valve выпустила программу Proton новой версии, благодаря которой можно запускать любые приложения ОС Windows на Linux.Несмотря на то что раньше пользователи насмехались над Valve в их стремлении перевести пользователей на Linux, теперь всем не до смеха. Большая часть пользователей серьёзно задумалась об установке свободной ОС, вместо тормозящей ...
      4880
      Pol 3 февраля 2020 г. 11:22

      В Минобороны назвали сроки поставок в армию комплексов С-500

      МОСКВА, 3 фев — РИА Новости. В России в 2019 году прошли испытания новейших ракет для зенитной системы С-500 "Прометей", рассказал замминистра обороны Алексей Криворучко."Есть уверенность, что новый комплекс будет готов к поставкам в войска в 2020 году", — приводит его слова корпоративный журнал концерна "Радиоэлектронные технологии" (КРЭТ).Ранее сообщалось, что предв...
      766
      Pol 31 января 2020 г. 08:16

      В России получен патент на «пожиратель» космического мусора

      По мнению профильных специалистов, проблему космического мусора нужно было решить ещё вчера, но она до сих пор находится в стадии проработки. Каким в итоге получится «пожиратель» космического мусора, можно только догадываться. Возможно, им станет новый проект, предложенный российскими инженерами.Как сообщаете Интерфакс, на днях на 44-х академических чте...
      698
      Pol 24 января 2020 г. 09:25

      Ростеховский парашют «Шанс» для эвакуации из высоток поступает в производство

      Индивидуальная система парашютной эвакуации из высоток корпорации Ростех под названием «Шанс» получила сертификат соответствия. Это означает, что компания может приступать к серийному производству уникальной аварийно-спасательной системы. Спустя полтора года после заявки о разработке «Шанса» Госкорпорация Ростех получает задокументированно...
      1649
      Pol 11 октября 2019 г. 09:01

      Чистки начались?

      Пятница, ничего неожиданного... Сюрприз!!! Наконец унитаз починили, проверяют, хорошо ли работает слив, а то накопилось уже, включая представленное на скрине.Рекомендую также, посмотреть на тех кто комменты оставлял, а то может какую ленту липкую подвесить, на накопившееся в унитазе налетают разные......
      1145
      Pol 30 сентября 2019 г. 07:23

      Будущее рядом: российский автопилот помог комбайну поставить рекорд сбора урожая

      27 сентября в Половинском районе Курганской области на полях ООО «Агрокомплекс „Кургансемена“» прошла презентация первого в регионе умного комбайна. Речь идёт о проекте российской компании Cognitive Technologies, специализирующейся на беспилотных транспортных средствах. Машина в полностью автономном режиме убрала урожай пшеницы на площади свыше 110 га, ...
      1316
      Pol 19 сентября 2019 г. 15:31

      Названы профессии, которые первыми перейдут на четырехдневную рабочую неделю

      Прежде всего это могут быть работники некоторых производственных профессий, а также сферы ИТ, телекоммуникаций и интернета.Специалисты сферы ИТ, журналисты, дизайнеры и рабочие автоматизированных производств могут первыми перейти на четырехдневную рабочую неделю. Такое мнение высказали эксперты в области трудоустройства.«К числу профобластей, готовых по...
      1301
      Pol 1 августа 2019 г. 14:15

      На Huawei появится российская операционная система

      Пилотный проект по использованию российской операционной системы «Аврора» на смартфонах Huawei будет запущен до конца года, сообщил заместитель главы Минкомсвязи Михаил Мамонов. По его словам, решение о сближении принято на уровне лидеров государств.Сейчас ведутся активные обсуждения между китайской корпорацией и разработчиком мобильной операционной сис...
      1500
      Pol 15 июля 2019 г. 15:03

      Смотри-ка, в азии, свои «каклы» завелись...

      Опять спасаем мир: Правительство России готово заменить японские поставки сырья Южной КорееСитуация с ограничением поставок японского сырья для выпуска чипов, памяти и дисплеев южнокорейским компаниям набирает обороты и движется совсем не в ту сторону, куда планировали власти Японии.Напомним, конфликт разгорелся 4 июля, когда в Токио утвердили решение у...
      1732
      Pol 9 июля 2019 г. 10:14

      Британские операторы сотрудничают с Huawei в развёртывании 5G-сетей, несмотря на давление Вашингтона

      Несмотря на давление со стороны США, направленное на разрыв связей с китайским телекоммуникационным гигантом, Великобритания воспользуется оборудованием и технологиями Huawei для развёртывания 5G у всех четырёх крупнейших операторов, сообщил ресурс Observer.Этот грозит серьёзным обострением во взаимоотношениях между Великобританией и США, занявшими жёст...
      1898
      Pol 10 июня 2019 г. 08:39

      ШИКАРНАЯ ИСТОРИЯ

      ...Ну а раз так, то вот вам текст про Фукусиму тогда))) Потому что если честно в качестве ответа чемберлену пропагандистский сериал надо снимать про неё. По концентрации идиотизма на квадратный сантиметр эта история заметно превосходит чернобыльскую, а что до последствий, то они даже сегодня, спустя 8 лет после аварии, произошли ещё не все.Как известно,...
      1598
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика