Решения Supermicro для высокопроизводительных вычислений (HPC)

Начиная от практичных и эффективных кластеров и заканчивая суперкомпьютерами, наша обширная линейка высокопроизводительных серверов и продуктов хранения позволяет нам создавать уникальные конфигурации для решения любой гибкой рабочей нагрузки. Стратегия Supermicro «Первый на рынке» гарантирует, что наши клиенты всегда извлекают выгоду из новейших и лучших технологий.

Supermicro активно внедряет инновации в создании решений HPC. От проектирования до реализации, мы оптимизируем каждый аспект каждого решения. Наши преимущества включают в себя широкий спектр компонентов, от конструкции материнской платы до конфигурации системы, до полностью интегрированных стоечных и жидкостных систем охлаждения. Используя этот огромный набор универсальных компонентов, мы ориентируемся на предоставление решений, адаптированных к потребностям клиентов. В Supermicro мы гордимся созданием решений HPC с нуля.

Supermicro может адаптировать решения HPC для удовлетворения любого разнообразия рабочих нагрузок: вычислительные приложения с высокой интенсивностью, высокой пропускной способностью или большой емкостью, используемые в различных отраслях промышленности. Системы Supermicro HPC могут поставляться в комплекте с различными платформами с открытым исходным кодом и коммерческими приложениями, что делает их действительно готовым решением.

Особенности

• Преимущество первого на рынке. Supermicro всегда первым выпускает новейшую серверную платформу с новыми технологиями. Стратегия выхода на рынок гарантирует, что наши клиенты всегда извлекают выгоду из новейших и лучших технологий.
• Высокая плотность. Уникальная линейка высокопроизводительных серверов Supermicro позволяет нам создавать мощные системы HPC, которые могут достигать чрезвычайно высокой плотности при минимальных затратах.
• Масштабируемость. Чрезвычайно масштабируемая кластерная конструкция с гипермасштабным сервером, масштабируемой коммутационной матрицей, высокой мощностью и охлаждением.
• Энергоэффективность. Источники питания с платиновым рейтингом и опции жидкостного охлаждения способствуют экономии затрат на энергию и дают преимущества в PUE.
• Экономическая эффективность. Supermicro предлагает настраиваемые решения с высокой степенью детализации, которые можно адаптировать к любому бюджету. Это приводит к невероятно привлекательной совокупной стоимости владения.

Эталонная архитектура

1. HPC - высокопроизводительные вычисления FatTwin с Omni-Path.

В этом HPC RA используется сервер FatTwin высокой плотности Supermicro вместе с коммутатором Omni-Path от Supermicro в топологии Fat Tree. Такая конструкция позволяет достигать вычислительных мощностей Petaflops и наряду с большим банком памяти может выполнять самые сложные задачи HPC. Премиум-система FatTwin предлагает высокую плотность вычислений, емкость хранения и энергоэффективность.

	Вычислительная мощность: Система: SYS-F619P2-RT (4U, 8 узлов) Процессор: два масштабируемых процессора Intel Xeon, до 56 ядер / узел (3584 ядра / стойка 42U) Память: до 1,5 ТБ ECC 3DS LRDIMM, 1,5 ТБ ECC RDIMM, DDR4 до 2666 МГц Максимальная масштабируемость: 64 вычислительных узла на стойку 42U, 48 автономных коммутаторов 1U могут поддерживать до 1536 вычислительных узлов!
	Сеть: Коммутатор: Intel 100G 48-портовый Omni-Path TOR коммутатор с платой управления. Высокая пропускная способность - 9,6 Тбит/с Коммутатор L2/3: суперсвитч Ethernet 1/10 Гбит, 48 x 1 Гбит/с и 4 порта SPF + 10 Гбит/с Ethernet Экономическая эффективность: архитектура FatTwin делает каждый кластер HPC максимально экономичным!
	Охлаждение: Двери чиллера RDHx (теплообменники задних дверей) для высокоэффективного охлаждения, мощность охлаждения до 75 кВт на стойку

2. Эталонная архитектура - TwinPro плюс Dragonfly / InfiniBand

Этот дизайн использует скорость и эффективность TwinPro вместе с сетью Mellanox Infiniband в топологии "стрекоза". Топология "стрекозы" минимизирует диаметр сети и максимизирует пропускную способность, позволяя построить быструю и надежную систему MPI.

	Вычислительная мощность: Система: SYS-2028TP-HTR (2 узла 4 узла, всего 64 узла / стойка 42U) Процессор: семейство процессоров Intel Xeon E5-2600 v4 / v3, до 44 ядер / узел (2816 ядер на стойку 42U) Память: до 2 ТБ ECC 3DS LRDIMM, 512 ГБ ECC RDIMM и 64 ГБ DDR4 LRDIMM-2666
	Сеть: Коммутатор: Mellanox InfiniBand FDR / EDR / HDR, коммутатор 1 U, 36 портов QSFP28 Чрезвычайно высокая пропускная способность: архитектура Dragonfly вместе с коммутаторами InfiniBand обеспечивает низкую задержку и максимальную эффективную пропускную способность матрицы, устраняя перегрузку зоны перегрева!
	Охлаждение: Доступны высокоэффективные опции DCLC (прямое контактное жидкостное охлаждение), мощность охлаждения 35 кВт + на стойку

Устройство HPC под ключ для AI

Поскольку HPC и AI все больше переплетаются, будущее вычислений с высокой точностью становится все более обнадеживающим. Увлекательные и совершенно новые открытия в некоторых из самых сложных областей высокопроизводительных вычислений стали возможными благодаря возможностям глубокого обучения ИИ! Чтобы удовлетворить растущий спрос на вычислительные ресурсы для приложений, сочетающих HPC и AI, Supermicro предлагает универсальные кластерные решения с высокой масштабируемостью и конфигурируемостью. 

	Вычислительная мощность: Система: SYS-4029GP-TVRT (Supermicro Super Server, 4U 8 GPU) GPU: 8x Nvidia Tesla V100 SXM2 (16 ГБ) МАКС: до 32 ГБ NVLINK: высокоскоростное соединение 300 ГБ / с на графический процессор Память: DDR4-2666 32 ГБ, всего 384 ГБ Процессор: Intel Xeon Gold 6154 с тактовой частотой 3,00 ГГц
	Решение SKU: SRS-14UGPU-AIV1-01: Стойка 14U, 2 x 4U GPU сервера с 16 V100 SRS-24UGPU-AIV1-01: Стойка 24U, сервер 4 GPU 4U с 32 V100
	Сеть: Коммутатор InfiniBand: (Mellanox InfiniBand FDR / EDR / HDR, коммутатор 1 U, 36 портов QSFP28) Коммутатор L2/3: SSE-G3648BR (суперсвитч Ethernet 1/10 Гб). 48x1 Гбит / с и 4x SPF + 10 Гбит/с Ethernet-порт

Контрольные показатели AI:

Команда Supermicro HPC достигла замечательных результатов в тестировании производительности AI. Производительность устройств Supermicro AI была оценена с использованием различных и широко используемых алгоритмов глубокого обучения, таких как VGG, Inception V3, ResNet 50 и т.д. В большинстве случаев наши устройства превосходили популярный и текущий выбор кластеров AI, которые доступны на рынке. Например, следующий тест TensorFlow (с использованием ResNet 50) показывает успешную обработку почти 18000 изображений в секунду.

Наша команда HPC также сравнила производительность устройств Supermicro AI с другими ведущими лидерами рынка поставщика оборудования AI, и результаты были впечатляющими и лучшими. Например, следующий тест Caffe2 (с использованием ResNet 50) показывает, что кластерное решение Supermicro AI может обрабатывать значительно больше изображений в секунду по сравнению с Facebook:

Устройство HPC под ключ для ANSYS:

Программный пакет Ansys предоставляет стандартизированную платформу для инженеров, позволяющую эффективно разрабатывать и проводить симуляции. Supermicro объединилась с Ansys для предоставления аппаратного обеспечения, специально предназначенного для приложения Ansys, чтобы получить оптимальную производительность от продуктов Ansys. Решение Ansys от Supermicro значительно сокращает время между проектированием, запуском и просмотром результатов моделирования, что позволит инженерам ускорить процесс разработки.

Решение Supermicro Ansys предназначено для эффективного использования программного комплекса Ansys и поставляется в нескольких различных пакетах, от небольших и экономически эффективных, до больших кластеров с достаточной мощностью. Решение Supermicro Ansys содержит высокопроизводительные компоненты, которые были тщательно отобраны, чтобы минимизировать узкие места даже в самых напряженных симуляциях, чтобы гарантировать, что конечный пользователь получит полное использование каждого аппаратного компонента независимо от обстоятельств. Аппаратные функции включают в себя:

• Процессоры верхнего уровня для максимальной вычислительной мощности
• Большое количество памяти позволяет увеличивать наборы данных
• SSD / NVMe диски для быстрого и эффективного хранения
• Высококачественные сети для бесшовной синхронизации на уровне кластера
• Графические процессоры для сложных математических вычислений
• Полностью интегрированный аппаратный / программный стек для plug-and-play
• Простота развертывания, простота управления

Решения для хранения HPC

IBM Spectrum Scale

IBM Spectrum Scale предоставляет центру обработки данных гибкую платформу хранения, которая позволяет конечному пользователю получать доступ к огромным объемам данных с невероятно высокой скоростью. Секрет производительности Scale - это многоуровневая иерархия хранения, которая отдает приоритет часто используемым данным самым быстрым уровням хранения, сохраняя остальную часть данных на более экономичных устройствах хранения для доступа по требованию. Интеллектуальные правила хранения IBM Spectrum Scale позволяют пользователю настраивать использование своего оборудования в зависимости от своих потребностей.

Supermicro предлагает решения на основе градаций Specturm для приложений HPC.

Файловая система Lustre

Luster - это параллельная файловая система, обеспечивающая скорости, необходимые для рабочих нагрузок HPC, из петабайт хранилища. Решение Luster позволяет тысячам клиентов получать доступ к устройствам хранения данных по требованию. Это решение стало возможным благодаря разделению метаданных и данных на серверах, что означает, что заказчик может спроектировать и настроить свой кластер в зависимости от рабочей нагрузки, которую он будет выполнять. Luster был проверен временем в ряде крупнейших центров обработки данных в мире, фактически Luster в настоящее время работает на 75% из 100 лучших суперкомпьютеров на Земле. Supermicro объединился с Intel и BGI, чтобы обеспечить лаборатории BGI системой Lustre, способной развивать скорость до 8 Гбит/с!

Серверные платформы HPC

FatTwin™

• Лучшая совокупная стоимость владения с максимальной производительностью ватт / на доллар
• FatTwin ™ представляет собой революцию в зеленых вычислениях и высокоэффективен по своему дизайну
• Эта система поддерживает критически важные приложения клиентов, одновременно снижая совокупную стоимость владения в центре обработки данных, чтобы помочь сохранить среду, и расширяет возможности вычислений и хранения.
• Благодаря общим компонентам FatTwin™ повышает экономическую эффективность и надежность, а модульная архитектура делает его гибким в настройке и простым в обслуживании.

TwinPro²™

• Технология Twin обеспечивает исключительную пропускную способность, хранение, сетевые возможности, ввод / вывод, память и возможности обработки
• Производительность, Гибкость, Эффективность
• Конкурентное преимущество для сред High-End Enterprise, HPC и облачных вычислений

GPU Server

• Предназначен для высокопроизводительных вычислений, искусственного интеллекта, аналитики больших данных, астрофизики, бизнес-аналитики
• Поддерживает новейший графический процессор Tesla V100
• Производительность, Гибкость, Эффективность
• DCLC опционально

Ultra Server

• Серверы Ultra Super предназначены для обеспечения высочайшей производительности, гибкости, масштабируемости и удобства обслуживания в требовательных ИТ-средах и для обеспечения критически важных рабочих нагрузок предприятия.
• Идеально подходит для различных рабочих нагрузок и приложений и может быть легко перенастроен для нескольких приложений Enterprise и Data Center в виртуализации, больших данных, аналитике и облачных вычислениях

SuperBlade®

• Максимальная плотность, доступность, снижение затрат на управление, оптимальный возврат инвестиций и высокая масштабируемость
• Поддерживает до 205W TDP Intel ® Xeon ® масштабируемые процессоры
• UP, DP и 4-полосные блейд-серверы
• Горячая замена U.2 NVMe, до 8 дисков на блейд-сервер
• 100G EDR InfiniBand, 100G Intel ® Omni-Path и 25G / 10G / 1G Ethernet коммутаторы
• Резервные источники переменного / постоянного тока
• Модули резервного питания от аккумулятора (BBP®)
• Поддерживаются интерфейсы Supermicro RSD и Redfish RESTful.

HPC Fabric (Omni-Path, InfiniBand)

Supermicro Omni-path (OPA)

Технология Intel Omni-Path - это новое поколение сетей. Благодаря низкой задержке и высокой пропускной способности коммутаторы Intel Omni-Path предлагают лучшее из обоих миров. Мы рекомендуем Supermicro Intel ® Omni-Path к любому ГПЦ клиенту, который заботится о своей производительности и задержка в сети является проблемой.

Mellanox InfiniBand (IB)

Коммутаторы Mellanox InfiniBand являются еще одним отличным выбором, когда речь идет о высокоскоростном межсоединении для HPC. HPC требует низкой задержки и высокой пропускной способности в сети, и это именно то, что предлагает InfiniBand.

Серверные платформы Supermicro HPC предоставляют встроенные адаптеры Mellanox EDR или FDR или дополнительные SIOM.

Интеграция и тестирование кластеров Supermicro HPC

Решения HPC могут работать так же хорошо, как и их самое слабое звено. Поэтому, исходя из согласованности кэша и проверки, указывающей на управление ресурсами, важно, чтобы каждый аппаратный компонент работал оптимально, чтобы гарантировать, что весь кластер будет соответствовать ожиданиям. Supermicro разработала уникальный пакет тестирования, который запускается на уровне компонентов и строится. Этот комплект тестирования позволяет нашим инженерам выявлять и устранять любые расхождения в производительности, которые могут быть обнаружены, и вносить соответствующие изменения для обеспечения общего качества конечного кластера.

Пакет тестирования Supermicro предназначен для охвата всего продукта от начала до конца, что означает, что он охватывает как мелкозернистые детали, так и тестирование на уровне кластера. Этот процесс уменьшает количество времени и усилий, позволяя нашему продукту попасть на сайт клиента, готовый к работе по принципу «подключи и работай».

Команда Supermicro Benchmarking готова показать вам наши продукты! Чтобы дать нашим клиентам возможность оценить мощность, на которую способны наши продукты, мы предлагаем множество мелкозернистых базовых компонентов, а также сравнительный анализ на уровне кластера. Полученные нашей командой результаты сравнительного анализа помогают нашим конечным клиентам понять весь потенциал продукта, который они будут использовать, и дают представление о возможностях их кластера. Наш процесс сравнительного анализа разработан на основе программного обеспечения и рабочих нагрузок, которые клиент будет использовать для управления своим кластером. Этот процесс дает дополнительную гарантию того, что кластер будет готов к работе, как только он будет распакован и подключен.

Приведенный ниже список содержит наши стандартные тесты, но мы также рады сделать и другие. Если у вас есть тест, который вас интересует, но вы не видите в списке, пожалуйста, свяжитесь с нами для запроса.

Таблица 1. Программный стек HPC

Таблица 2. Кластерный тест

Технологии охлаждения

Наши продукты HPC генерируют много вычислительной мощности, которая, следовательно, производит избыточное тепло. К счастью, Supermicro объединилась с лучшими в своем деле и рада предложить охладительное оборудование от наших партнеров.

Мы предлагаем системы жидкостного охлаждения, самую инновационную технологию охлаждения для установок HPC. Сегодня, когда количество серверов продолжает расти, а потребление энергии растет в геометрической прогрессии, жидкостное охлаждение остается наиболее эффективным решением для охлаждения. Это позволяет использовать серверные стойки высокой плотности и повышает эффективность использования энергии центра обработки данных (PUE). Принудительное воздушное охлаждение изжило свою эффективность, и в настоящее время отрасль стремится к охлаждению теплой водой, чтобы использовать серверные технологии следующего поколения при одновременном снижении потребления энергии.

Фактически, жидкостное охлаждение снижает TCO на 40-50% по сравнению с принудительным воздушным охлаждением. Также было показано, что увеличение плотности серверов в десять раз приведет к снижению вредных выбросов. Другие преимущества включают бесшумную работу и отсутствие нагрузки. Нет необходимости подавать мощность для энергии вентилятора на максимальной скорости.

Advanced HPC специализируется на системах жидкостного охлаждения для центров обработки данных, серверов, рабочих станций и высокопроизводительных ПК. Для установок HPC наша технология прямого подключения к чипу применяет технологию жидкостного охлаждения непосредственно к самому чипу. Так как жидкость в хранении и передаче тепла в 4000 раз лучше, чем воздух, наши решения обеспечивают немедленные и ощутимые преимущества как для больших, так и для небольших центров обработки данных.

Дверь чиллера - RDHx

Дверца чиллера RDHx рассчитана на динамическую нагрузку. Он холодный, когда ваши серверы горячие, но когда ваши серверы простаивают, он будет отбирать количество охлаждения, чтобы сэкономить энергию. Такая конструкция возможна благодаря сенсорной технологии двери холодильной машины, которая отвечает за контроль тепла от выхлопа стойки и реагирует соответствующим образом. Дверца чиллера - это эффективное решение для поддержания холода на ваших серверах при сохранении низкого энергопотребления!

На узел 1U Ultra Titanium 1U Ultra Platinum 1U Server (Comp #1) 1U Server (Comp #2) Потребляемая мощность (Вт) 445 454 466 477 Энергосбережение с использованием 1U Ultra Titanium (Вт) 0 9 21 32 Экономия совокупной стоимости владения более 4 лет благодаря использованию одного  1U Ultra Titanium ($) $0 $135 $315 $480 Экономия совокупной стоимости владения на 10000 серверов Ultra ($ M) * $1.4M $3.2M $4.8M Таблица 3: Ultra Titanium cистема энергосбережения и TCO

Прямое жидкостное охлаждение - DCLC

Жидкостное охлаждение DCLC - это наше современное решение в области охлаждения. Система жидкостного охлаждения способна регулировать общую температуру компонентов аппаратного обеспечения более эффективным и действенным образом, чем любая система воздушного охлаждения. Система жидкостного охлаждения может быть установлена ​​в любом центре обработки данных без дополнительных изменений инфраструктуры и может быть установлена ​​в те же стойки, что и серверы с воздушным охлаждением. Система жидкостного охлаждения позволяет центральным процессорам / графическим процессорам работать с максимальной мощностью и использует избыточную насосную систему низкого давления, чтобы поддерживать ваше оборудование надежно холодным.

Решения Supermicro в рейтинге Top 500 / Green 500

Supermicro является мировым лидером в области высокопроизводительных и высокопроизводительных серверов, технологий хранения и Green Computing. Компания стремится защищать окружающую среду в рамках своей инициативы «We Keep IT Green®» и предоставляет клиентам самые энергоэффективные и экологичные решения, доступные на рынке. Green500 входит в число 500 самых энергоэффективных суперкомпьютеров мира. В списке ниже представлены новейшие суперкомпьютеры Green500, использующие системы Supermicro. .

Green500 List – 2019

Supermicro GPU Server Solutions

• GSIC Center, Tokyo Institute of Technology TSUBAME 3.0 Green500 Certificate
• GSIC Center, Tokyo Institute of Technology TSUBAME 3.0 (Slide 53-54)
• Green DataCenter News Article

Supermicro ® является мировым лидером в области высокопроизводительных и высокопроизводительных серверов, технологий хранения и Green Computing. Компания лидирует в отрасли компьютерных решений, предназначенных для высокопроизводительных вычислений (HPC) и суперкомпьютерных приложений. Top500 входит в число лучших энергосберегающих суперкомпьютеров мира каждый июнь и ноябрь. В приведенном ниже списке представлены новейшие суперкомпьютерные решения Supermicro для гетерогенной системной архитектуры (CPU / GPU), использующие технологии GPU и Xeon Phi. .