एक बड़े सुपर कंप्यूटर का सिद्धांत

डेल एचपीसी वैज्ञानिकों के बचाव में आता है
ब्रिटिश वैज्ञानिकों के बारे में, जिन्होंने दुनिया को संदेह की बदलती डिग्री की एक दर्जन से अधिक खोजों के बारे में बताया, हमने बार-बार सुना है। लेकिन उनमें से अगले पर चर्चा करते हुए, हम शायद ही कभी सोचते हैं कि खोजों को कैसे बनाया जाता है और उन्हें बनाने के लिए क्या आवश्यक है। हम वैज्ञानिकों के वैज्ञानिक आधार, अनुभव और प्रशिक्षण को छोड़ देंगे (यह एक अलग सामग्री के लिए एक विषय है), और हम उनके काम के तकनीकी घटक पर ध्यान केंद्रित करेंगे। यह मानना ​​तर्कसंगत है कि आधुनिक विश्वविद्यालयों में शक्तिशाली आधुनिक तकनीक पर गणना की जाती है, नवीनतम प्रयोगशाला उपकरणों पर प्रयोग किए जाते हैं, अन्यथा इन दिनों विज्ञान में कुछ नया लाना व्यावहारिक रूप से असंभव होगा।
तो विश्व-प्रसिद्ध विश्वविद्यालयों के वैज्ञानिक किस तरह की तकनीक का उपयोग करते हैं? कंप्यूटर और सर्वर किस स्तर पर पागल भार से निपटने में सक्षम हैं - जैसे कि हम एक नई खोज के साक्षी हैं? आज हम विज्ञान और डेल एचपीसी उच्च प्रदर्शन कम्प्यूटिंग के लिए हमारे मामूली योगदान के बारे में बात करना चाहते हैं।

यह सब इस तथ्य के साथ शुरू हुआ कि अमेरिका के जॉर्ज वाशिंगटन विश्वविद्यालय को एक उच्च प्रदर्शन प्रणाली के आधार पर एक मौलिक नई तकनीक पेश करने की तत्काल आवश्यकता थी जो विश्वविद्यालय के कर्मचारियों की सभी आवश्यकताओं को पूरा करेगी। कार्य शुरू में आसान नहीं था, क्योंकि यह दुनिया में वैज्ञानिक अनुसंधान के सबसे बड़े केंद्रों में से एक था। जॉर्ज वाशिंगटन विश्वविद्यालय दुनिया भर से छात्रों, शिक्षकों और शोधकर्ताओं को स्वीकार करता है, और इसका नेतृत्व संस्थान को संयुक्त राज्य में सर्वश्रेष्ठ में से एक बनाने की इच्छा को नहीं छिपाता है और, तदनुसार, सबसे उत्कृष्ट विशेषज्ञों को अपनी रैंक में आकर्षित करने के लिए। इन उद्देश्यों के लिए, विश्वविद्यालय ने कोई पैसा नहीं बख्शा और पहले ही नेटवर्क के बुनियादी ढांचे और डेटा भंडारण में बहुत अधिक निवेश किया है। लेकिन, जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, यह सिर्फ बाल्टी में एक बूंद है: संस्थान को एक शक्तिशाली कंप्यूटिंग समाधान की बुरी तरह से आवश्यकता थी।

विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा किए गए गणनाओं के पैमाने को समझना आसान बनाने के लिए, एक हजार मिलियन अज्ञात के साथ एक हजार मिलियन समीकरणों की कल्पना करने की कोशिश करें। इस तरह के कार्यों से निपटने के लिए केवल एक बहुत शक्तिशाली प्रणाली हो सकती है। न केवल भौतिकविदों, बल्कि गणितज्ञों, जीवविज्ञानी, रसायनज्ञ, इंजीनियरों द्वारा एक उच्च-प्रदर्शन वाले कंप्यूटर की आवश्यकता थी - हमारे समय में कोई भी सटीक विज्ञान विश्वसनीय तकनीकी सहायता के बिना आगे नहीं बढ़ सकता है।

हालांकि, एक आकांक्षा स्पष्ट रूप से पर्याप्त नहीं थी। कंप्यूटिंग क्लस्टर स्थापित करने के लिए विश्वविद्यालय में बस कोई जगह नहीं थी। यदि शैक्षणिक संस्थान शहर के बाहर स्थित होता, तो यह समस्या नहीं होती, लेकिन शहरी परिस्थितियों में, प्रत्येक वर्ग मीटर को गिना जाता था। निविदा में भाग लेने वाली कंपनियों ने प्रणाली को कई हिस्सों में विभाजित करने और विभिन्न भवनों में छोटे क्लस्टर स्थापित करने का प्रस्ताव दिया, लेकिन इस तरह के समाधान ने प्रबंधन को सूट नहीं किया, क्योंकि इसने इस तरह के सिस्टम को अधिक समय लेने वाली और समय लेने वाली बना दिया। इस प्रकार, विश्वविद्यालय को एक केंद्रीकृत प्रणाली की आवश्यकता थी जो एक ही समय में कई संकायों की सेवा कर सके।

और यह ज्ञात नहीं है कि यदि विश्वविद्यालय प्रबंधन ने समय पर डेल की ओर रुख नहीं किया होता तो डेल की टीम ने वैज्ञानिकों के साथ विस्तार से उनकी जरूरतों पर चर्चा की, और परिणामस्वरूप, औपनिवेशिक वन एचपीसी क्लस्टर को विज्ञान और प्रौद्योगिकी भवन में स्थापित किया गया। इसमें इंटेल नोड X5-2670 प्रोसेसर पर आधारित 96 नोड्स हैं। क्लस्टर FDR InfiniBand बस द्वारा जुड़ा हुआ है, जो प्रत्येक पोर्ट पर 54.5 Gb / s तक डेटा ट्रांसफर दर प्रदान करता है। यह दो भंडारण प्लेटफार्मों के साथ सभी क्लस्टर नोड्स को एकीकृत करता है। समाधान डेल पॉवरएडज C8000 सीरीज सर्वर, 4U लचीली चेसिस, जीपीयू और स्टोरेज नोड्स पर आधारित है। बाद में डेल पॉवर वॉल्ट MD3260 एरे द्वारा कवर किया गया है, जो प्रत्येक 4U हाई बे में 180 टीबी सूचना को समायोजित कर सकता है। क्लस्टर में HPC Dell | Terascala स्टोरेज सॉल्यूशन, एक 300 टीबी हाई-परफॉर्मेंस फाइल सिस्टम भी शामिल है। कोई भी विश्वविद्यालय समुदाय क्लस्टर में केंद्रीयकृत पहुँच प्राप्त कर सकता है।



वैसे, डेल की योग्यता केवल यह नहीं है कि हम एक अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट सिस्टम को इकट्ठा करने में सक्षम थे जो प्रदर्शन का त्याग किए बिना एक कमरे में फिट होते हैं। तथ्य यह है कि औपनिवेशिक वन सुपर कंप्यूटर दो सप्ताह में खरोंच से बनाया गया था। हाँ, केवल 14 दिन।

विभिन्न कैमरों से पूरी प्रक्रिया का समय चूक वीडियो:


डेल एचपीसी प्रणाली के साथ, जॉर्ज वाशिंगटन विश्वविद्यालय के कर्मचारी कम समय सीमा में अनुसंधान करने में सक्षम थे। सप्ताह में क्या करते थे, अब लगभग एक से दो दिन लगते हैं - उदाहरण के लिए, यह आनुवांशिक और सूक्ष्मजीवविज्ञानी अध्ययनों पर लागू होता है। औपनिवेशिक वन के अति-उत्पादक समाधान के लिए धन्यवाद, अब इसकी डीएनए के एक नमूने से प्रजातियों या तनाव को निर्धारित करने में केवल 24 घंटे लगते हैं, जबकि इससे पहले इस प्रक्रिया में एक सप्ताह से अधिक समय लगता था। उस समय को कम करना जिसके दौरान सूक्ष्मजीवों की प्रकृति निर्धारित की जाती है, भविष्य में एक अधिक प्रभावी और समय पर उपचार का मतलब है।
अन्य बातों के अलावा, एचपीसी प्रणाली ने वैज्ञानिकों को अनुसंधान का संचालन करने की अनुमति दी जो पहले से उपकरण की अपर्याप्त कंप्यूटिंग शक्ति के कारण उनके लिए दुर्गम थे। विश्वविद्यालय के भौतिकी के संकाय, उदाहरण के लिए, अब जाली क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स के अध्ययन में नई दिशाएं तलाश रहे हैं। कुछ गणनाओं के बिना जो केवल एक शक्तिशाली कंप्यूटर प्रदान कर सकते थे, वे पहले अप्राप्य थे।

उच्च-प्रदर्शन औपनिवेशिक एक प्रणाली विश्वविद्यालय प्रबंधन को नए शोधकर्ताओं को अपने रैंक में आकर्षित करने में मदद करती है, क्योंकि इसके पास अन्य शैक्षणिक संस्थानों और अनुसंधान केंद्रों में लगभग कोई एनालॉग नहीं है। कई होनहार वैज्ञानिक डेल एचपीसी-सिस्टम में अपने काम के नए अवसर देखते हैं - आपको यह स्वीकार करना चाहिए कि कुछ लोग अपने काम को आसान करने और एक अन्य वैज्ञानिक खोज को करीब लाने का अवसर छोड़ देंगे।

इस तरह के समाधान को शुरू करने का एक और महत्वपूर्ण लाभ विश्वविद्यालय के विभागों के बीच सहयोग का सरलीकरण है। पहले, भौतिक विज्ञानी, जीवविज्ञानी, रसायनज्ञ, इंजीनियर स्थानीय सर्वर के साथ काम करते थे, अब उनके पास एक एकल केंद्रीकृत प्रणाली का उपयोग करने और संयुक्त अनुसंधान करने का अवसर है।
यूनिवर्सिटी के साथ-साथ कॉलोनियल वन सिस्टम विकसित किया जाएगा। जैसे-जैसे शोधकर्ताओं की जरूरतें बढ़ेंगी, क्लस्टर क्षमता बढ़ेगी। डेल C8000 की वास्तुकला आपको ड्राइव की क्षमता बढ़ाने सहित घटकों को लगातार बदलने और सिस्टम का विस्तार करने की अनुमति देती है। शायद हमारा समाधान विश्वविद्यालय को अन्य अनुसंधान संगठनों के साथ प्रभावी ढंग से बातचीत करने की अनुमति देगा।
विज्ञान के विकास में अपना योगदान देना हमेशा अच्छा लगता है :)

PS अंत में एक छोटा सा वीडियो