2007年9月
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明日を担うコンピューティングの今:
SunのHPC Constellation System

7月にドイツのドレスデンで開催されたInternational Supercomputing Conferenceには、スーパーコンピューティングの最新技術を学び、ベスト・プラクティスを共有しようと、世界中の研究者たちが集まりました。

自分は研究者ではないという人も、現在すでにハイパフォーマンス・コンピューティング(HPC)に採用されている技術が、じきに管理用コンピューティングや学術用コンピューティングのプラットフォームに導入されることになるということは知っておいてください。

サンは、大規模な対称型マルチプロセシング(SMP)システム、コンピュート・クラスタ・グリッド、新型ブレード・システム、新型InfiniBandスイッチ、及び革新的なストレージ・ソリューションなどで構成されるHPC分野の市場リーダーです。サンの製品と技術は、現在のコンピューティングが抱える重要な課題を解決するとともに、あらゆる人々のニーズに対する答えを世界に提示しています。

サンは、世界初のぺタスケール・コンピューティング環境「Sun Constellation System」でHPCの新時代を切り開こうとしています。Sun Constellation Systemは、プロプライエタリなHPC環境とは異なり、オープンで柔軟な技術と再利用可能なコンポーネントをベースにしています。これは、構築するHPCクラスタの規模が大小いずれであっても、同じ標準コンポーネントが使用できることを意味します。

Sun Constellation Systemは、ラックあたり48ブレードのスターター・システムから、4台のスイッチと13,824ブレードからなるシステムまで、拡張が可能です。

また、電力効率と冷却効率にすぐれており、競合ソリューションと比べて運用エネルギーを削減できます。これにより、複雑なプロプライエタリ・システムの統合や保守に煩わされることなく、研究やコンピュータ分析の作業に集中できます。

ドレスデン会議では技術プレビュー版を発表しました。出荷版の提供開始は2008年初旬の予定です。
Sun Constellation Systemは次のような特徴を備えています。

初めてぺタスケールが実現したSun Constellation Systemは、テキサス大学オースティン校のTexas Advanced Computing Center(TACC)と共同で開発したRanger HPCクラスタです。このシステムが2007年後半に全米スーパーコンピュータ・ネットワークのTeraGridに完全導入されれば、0.5ペタフロップ超のピーク時パフォーマンスを誇る世界最強レベルの汎用コンピューティング・プラットフォームになるものと期待されます。

Rangerクラスタでは、Sun Fire X4500データ・サーバを使用して1.7ペタバイトのストレージを搭載し、現時点で最大の密度が実現する見込みです。TACCシステムの導入の完了時には、計15,000個超のクアッドコア・マイクロプロセッサの演算能力を持つ80台以上のSun Constellation Systemラックが、全てサンの新しい3,456ポートの高密度InfiniBandスイッチで接続されることになります。また、コンピューティング・リソースをアプリケーションに動的に割り当てるリソース・マネージャとして、Sun Grid Engineを使用します。

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ミシシッピ州立大学では、航空機、宇宙船、船舶、自動車、及び環境問題などへの応用を目的として流量、熱、物質の伝達、及び構造の仕組みを研究する同大学のハイパフォーマンス・コンピューティング・コラボラトリをサポートするために、Solaris 10オペレーティングシステムが稼働する500台以上のSun Fire X2200 M2サーバからなるクラスタが運用されています。

国際スーパーコンピューティング会議では、サンのお客様から、HPC環境におけるサンの技術の利用法に関する興味深い最新情報や、少数ノードのクラスタ対大規模SMPシステムという典型的な論点に対する意見が示されました。

また、ドレスデン会議のSUN HPC Consortiumにおけるミーティングでは、クレムソン大学モビリティ・システム・コンピューティング・センター(CU-CCMS)のディレクタを務めるJames Leylek博士から、CU-CCMSは、SMPと少数ノード・クラスタの双方をバランスよく活用したコンピューティング・アプローチの価値を高く評価しているとの発言がありました。

CU-CCMSでは、サンをベースとするインフラストラクチャ上で大規模SMPと少数ノード・クラスタ双方の利点を最大限に活用することでHPCに柔軟性をもたらし、流体力学、音響学、力学、車両設計、及びヒューマン・モデリングなど、10の主要技術グループの多種多様な要件への対応が可能になっています。また、安定性に優れ、信頼性の高いHPCインフラストラクチャは、予算の枠内でスケジュールどおりに成果を上げるうえでも有効です。

サンをベースとするCU-CCMSのインフラストラクチャは、ピーク時のパフォーマンスが約11テラフロップで、以下の要素を含みます。

  • 72個のUltraSPARC IV+プロセッサと680GBのメモリ、及びSolaris 10オペレーティングシステムを搭載したSun Fire E25Kサーバ
  • 1システムあたり24個のUltraSPARC IV+プロセッサと384GBのメモリを搭載した2つのSun Fire E6900システム
  • SUSE LinuxのVoltaire InfiniBandに接続された1,600コア相当のSun Fire V20zシステム

CU-CCMSで多岐にわたるシステムが導入されているという事実は、同センターが、単一の規模でHPCの全ての用途に対応することはできないことを理解していることのあらわれです。クラスタ上であらゆる並列処理が実行できるわけではありません。例えば、応用性の高いマルチグリッド・コンピューティングでは、大量のメモリが消費されると考えられるため、E25KあるいはE6900の単体のSolarisイメージが持つ強力な処理能力が有効です。

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このほかにドレスデン会議では、欧州原子核研究機構(CERN)のスタッフから、粒子の衝突を観測して物質の性質と宇宙の起源を調査するLarge Hadron Collider(LHC)プロジェクトをサポートするため、CERNのHPCアーキテクチャにSun Fire X4500サーバ(それぞれ4Uラック・スペースに24TBのストレージを搭載)の追加導入が進んでいるとの報告がありました。

CERNでは、Sun Fire X4500サーバ(通称「Thumper」)で、約5ペタバイトのストレージ容量を利用しています。このストレージは、CERNですでに利用されているSun StorageTekテープ・ドライブ技術を補完するソリューションとして、生成されるペタバイト級の素粒子物理学データを保存するために利用されます。

Sun Constellation Systemは、かつてない水準のスケーラビリティとパフォーマンスを達成しました。HPCの領域では処理能力の向上を求める声が絶えることはありません。サンは、次世代ペタスケール・コンピューティングへの要求に対し、革新的で柔軟なHPCクラスタリングのアプローチで応えてきました。このアプローチが、新たな発見をもたらし、組織の競争力向上に役立つことは間違いありません。Sun Constellation Systemの特徴は次のとおりです。

  • 世界最大のInfiniBandスイッチ(最新のMellanox InfiniScale IIIスイッチ・チップを使用した3,456の非ブロッキングIBポートを装備)
  • 必要なIBケーブルは現行ソリューションの6分の1。3,456ノード・クラスタの場合、ケーブルだけで8トン以上の軽量化が可能
  • 3,456ポート・スイッチ1個で、従来型IBファブリック設計の単体スイッチ300個分(288個の24ポート・スイッチ及び12個の288ポート・スイッチ)に相当
  • CPUは、AMD、Intel、及びSPARCをサポート
  • 最大1エクサバイトのストレージで構成可能。Solaris ZFSが採用されていることにより、ディスク・ドライブ密度を高めてストレージ容量を拡張することができ、ファイル・システムのスケーラビリティは無制限

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