quarta-feira, 4 de janeiro de 2017

Santos Dumont - O super computador brasileiro


O Brasil esta entre os grandes operadores de super computadores no mundo, possuindo hoje o super computador mais rápido da América Latina, uma maquina fantástica que possui a velocidade de processamento de um quatrilhão de operações de ponto flutuante, equivalentes somas/subtrações por segundo, classificando-se na lista dos Top 500 do mundo.

O super computador brasileiro foi batizado em homenagem á um dos maiores inventores do Brasil, Santos Dumont, rendendo homenagem a Alberto Santos Dumont, brasileiro que inventou o avião e o relógio de pulso. A super maquina foi adquirida com recursos concedidos pela Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), e o supercomputador está acessível, desde julho de 2016, à comunidade de pesquisa e desenvolvimento do país. Qualquer pesquisador vinculado a uma instituição brasileira de ensino ou pesquisa com um problema relevante que demande processamento computacional de alto desempenho pode submeter propostas para utilizar os recursos computacionais do SDumont. 


As propostas submetidas devem demonstrar a excelência científica e relevância do problema, explicitando os aspectos de inovação e o impacto científico esperado. A identificação de possíveis aplicações práticas resultantes do projeto é desejável. As propostas submetidas ao programa devem também atender a requisitos técnicos da plataforma computacional.

Atualmente, o supercomputador opera com 51 projetos científicos e tecnológicos, originários de instituições de todas as regiões do Brasil e em diferentes áreas do conhecimento, tais como: Engenharias, Física, Ciências Biológicas, Química, Ciência da Computação, Meteorologia, Ciências da Saúde, Ciências Sociais, Geociências, Matemática, Ciência dos Materiais, Astronomia e Ciências Agrárias. 


O supercomputador Santos Dumont (SDumont), foi adquirido junto a empresa francesa ATOS/BULL, está localizado na sede do Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), em Petrópolis-RJ, atuando como nó central (Tier-0) do Sistema Nacional de Processamento de Alto Desempenho - SINAPAD.

O SDumont possui capacidade instalada de processamento na ordem de 1,1 Petaflop/s (1,1 x 10 15 float-point operations per second), apresentando uma configuração híbrida de nós computacionais, no que se refere à arquitetura de processamento paralelo disponível.
O SDumont possui um total de 18.144 núcleos de CPU, distribuidos em 756 nós computacionais, dos quais são compostos, na sua maioria, exclusivamente por CPUs com arquitetura multi-core. Há, no entanto, quantidade adicional significativa de nós que, além das mesmas CPUs multi-core, contém tipos de dispositivos com a chamada arquitetura many-core: GPU e MIC. Uma descrição detalhada da configuração dos nós do SDumont é apresentada a seguir.
  • 504 Nós de computação B710 ( thin node ), onde cada nó possui
    • 2 x CPU Intel Xeon E5-2695v2 Ivy Bridge, 2,4GHZ
    • 24 núcleos (12 por CPU), totalizando de 12.096 núcleos
    • 64GB DDR3 RAM
  • 198 Nós de computação B715 ( thin node ) com GPUs K40, onde cada nó possui:
    • 2 x CPU Intel Xeon E5-2695v2 Ivy Bridge, 2,4GHZ
    • 24 núcleos (12 por CPU), totalizando de 4.752 núcleos
    • 64GB DDR3 RAM
    • 2 x Nvidia K40 (dispositivo GPU)
  • 54 Nós de computação B715 ( thin node ) com co-processadores Xeon Phi, onde cada nó possui:
    • 2 x CPU Intel Xeon E5-2695v2 Ivy Bridge, 2,4GHZ
    • 24 núcleos (12 por CPU), totalizando de 1.296 núcleos
    • 64GB DDR3 RAM
    • 2 x Xeon PHI 7120 (dispositivo MIC)
  • 1 Nó de computação MESCA2 com memória compartilhada de grande capacidade ( fat node ):
    • 16 x CPU Intel Ivy, 2,4GHZ
    • 240 núcleos (15 por CPU)
    • 6 TB de RAM
Os 756 nós do SDumont são interligados por uma rede de interconexão Infiniband FDR, com as seguintes configurações técnicas:
  • 1.944 portas
  • 58Gb/s e 0,7us por porta
  • Banda passante total = 112.752 Gb/s
  • Vazão por porta = 137 milhões de mensagens por segundo

O ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutico) promoveu o curso de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica e Computação 

O curso cobriu aspectos teóricos, pesquisas atuais e formas de programação paralela utilizando OpenMP, MPI e CUDA. Contém 12 exercícios práticos, que paralelizam programas sequenciais para a arquitetura desejada na linguagem ministrada. O curso utiliza o Santos Dumont para realizar todos os exercícios, preparando os alunos para utilizar o Santos Dumont em suas pesquisas. O Santos Dumont é particularmente atrativo por possuir nós SMP sem aceleradores, nós acelerados por GPGPU e nós acelerados por Xeon Phi, fornecendo em uma única máquina todas as arquiteturas utilizadas nos exercícios, todas as linguagens de programação paralela ministradas e diversas ferramentas de avaliação de desempenho. O curso prepara os alunos para realizar pesquisas em Processamento Paralelo e também para utilizar Processamento Paralelo em pesquisas nos diversos ramos da Engenharia. Ao longo dos anos a audiência contempla alunos das Engenharias Mecânica, Aeronáutica, Eletrônica e da Ciência da Computação. Trata-se de forma relevante de preparar os alunos do ITA para utilizarem adequadamente a máquina.


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