SC19: HPC-решения Lenovo ThinkSystem — от Тфлопс до Пфлопс один шаг

 

Подход Lenovo к HPC-решениям отличается от, так сказать, «классического». В основу положены унификация и масштабируемость. Под первым подразумевается не только снижение числа различающихся шасси и узлов с целью повышения совместимости, но и принципиальное использование исключительно стандартных 19” стоек. В отличие от решений, например, Cray или Atos, которые используют собственные широкие узлы и стойки, серверы Lenovo позволяют обновить парк машин без изменений уже имеющейся инфраструктуры ЦОД. Причём речь не только о питании, охлаждении и сети — даже планировка и лифтовое оснащение дата-центра могут оказаться непригодными для транспортировки и инсталляции нестандартных решений.

Узел Lenovo ThinkSystem SD650

Узел Lenovo ThinkSystem SD650

К тому же у Lenovo имеются версии одних и тех же машин как с прямым водяным Direct Water Cooling (DWC), так и с привычным воздушным охлаждением. Кроме того, несколько лет назад Lenovo ещё больше упростила процесс установки, предоставляя заказчикам готовые, собранные и протестированные решения, которые на месте собираются как конструктор Lego с минимальными усилиями со стороны персонала ЦОД. Унификация ведёт и к лёгкой масштабируемости — компания не делает принципиальных различий между системами в пару петафлопс и в пару сотен петафлопс. Если надо комплекс в половину стойки, поставят его. Если надо два десятка стоек — тоже не проблема.

Собственно говоря, на выставке нам удалось пообщаться с Риком Купманом (Rick Koopman), отвечающим в Lenovo за решения для HPC и гиперскейла в регионе EMEA. Нетрудно догадаться, что в компанию он пришёл из IBM. Он же провёл небольшую экскурсию по стенду и ответил на несколько вопросов о работе и планах компании. Но начнём мы со стенда.

Шасси для ThinkSystem SD650

Шасси для ThinkSystem SD650

Пожалуй, ключевым решением для HPC являются машины серии ThinkSystem SD650 для шасси NeXtScale n1200 высотой 6U, которое позволяет разместить 12 узлов и предоставляет 6 общих блоков питания и 10 кулеров. Каждый узел имеет два процессора Intel Xeon Scalable (Skylake или Cascade Lake), 12 слотов памяти (DDR4 с Intel Optane DCPMM), разъёмы ML2 (Mezzanine LOM) и PCIe x16 для 100Gb-адаптеров EDR InfiniBand или Intel Omni Path, дисковую корзину для 2,5” SSD 2 × 7-мм SATA или 1 × 15-мм NVMe + пары M.2 с аппаратным RAID1, а также два 1GbE-порта для служебных нужд.

Отличительной чертой данного решения является прямое жидкостное охлаждение DWC Lenovo Neptune, а точнее говоря, её строение. Компания отдельно подчёркивает, что, во-первых, абсолютно все компоненты охлаждаются именно жидкостью DWC, а во-вторых, конкретно для CPU, которые в это цепочке стоят первыми, используются отдельные потоки. То есть на входе поток делится пополам и идёт сразу через два узла, и в каждом из них снова разделяется надвое и омывает оба процессора одновременно. Это, с одной стороны, позволяет использовать самые горячие модели CPU (с TDP до 240 Вт), причём поддерживать их работу на турбо-частотах гораздо дольше. С другой стороны, такой подход гарантирует единообразие работы обоих CPU и предсказуемость, что крайне важно в HPC-среде.

Узел Lenovo ThinkSystem SD350

Узел Lenovo ThinkSystem SD350

Таким образом, КПД теплоотвода достигает 90%, что позволяет использовать на входе горячую воду (буквально, до 50 °C) и достигать разницы температур на входе и выходе в 25 °C, что, в свою очередь, даёт возможность использования фрикулинга и сухих градирен, а не чиллеров. А это очевидная экономия на электроэнергии. Lenovo говорит о сокращении энергопотребления на 30-40% при попутном росте производительности в сравнении с обычным воздушным охлаждением. При этом для Lenovo Neptune это не предел — будущие шасси будут иметь уже девять, а не шесть блоков питания. Они тоже получат жидкостное охлаждение как и грядущие ускорители NVIDIA в форм-факторе SXM3 с TDP на уровне 300 Вт, для которых эти БП и понадобятся.

Thermal Transfer Module

Thermal Transfer Module

Впрочем, о гибридных и воздушных системах охлаждения Lenovo тоже не забывает и старается сделать их более эффективными. В частности, машины ThinkSystem SD530 для шасси D2, которые находятся где-то посередине между классическими HPC-системами и просто высокоплотными решениями, ту же задачу по поддержке равных температур у обоих CPU внутри узла решают иным путём. Первый CPU, стоящий на пути воздушного потока, имеет обычный радиатор, а второй, за ним, может оснащаться Т-образным радиатором Thermal Transfer Module с тепловыми трубками, который за счёт такой формы имеет большую площадь оребрения и захватывает более холодный поток, проходящий мимо первого процессора. Это позволяет даже для воздушной СО использовать CPU с TDP до 205 Вт.

Сама же SD530 является привычной модульной 2U-системой для четырёх узлов с общим для всех блоком, содержащем кулеры, два БП, 16 слотов PCIe и сетевые интерфейсы. Узлы могут быть высотой 1U и содержать два процессора Intel Xeon Scalable + 16 слотов памяти + адаптер для пары M.2. Или же 2U — всё то же самое + два полноразмерных PCIe-ускорителя. Стоит ждать и вариантов с ускорителями формата SXM3. Все типы узлов поддерживают установку 2,5” накопителей: 6 × SAS/SATA или 4 × NVMe на каждый узел.

Шасси Lenovo ThinkSystem SR670

Шасси Lenovo ThinkSystem SR670

Для задач, активно использующих ускорители в формате PCIe-карт, у Lenovo есть отдельное 2U-решение — ThinkSystem SR670. Платформа базируется на двух CPU Intel Xeon Scalable, имеет 24 разъёма для модулей памяти, предлагает 8 посадочных мест для 2,5” SATA-накопителей и пару слотов M.2. Отличительная черта конструкции шасси — 3 корзины с разъёмами PCIe. Одна предназначена для установки сетевых адаптеров, она имеет 2 слота x16 и 1 слот x4. Две другие, съёмные, имеют по четыре слота каждая. В каждую из них можно установить либо два полноразмерных ускорителя с шиной x16, либо четыре четыре однослотовых ускорителя с шиной x8.

Корзины ускорителей ThinkSystem SR670

Корзины ускорителей ThinkSystem SR670

Помимо аппаратной части не менее важна и программная. Совместно с суперкомпьютерным центром университета Барселоны Lenovo уже некоторое время занимается проектом EAR — Energy Aware Runtime. EAR позволяет оценить реальную эффективность приложений, выявить зависимость производительности от частоты и, как следствие, энергопотребления кластера, суперкомпьютера или ЦОД в целом. После оценки EAR автоматически управляет работой системы в целом и позволяет добиться не только повышения энергоэффективности, но и предсказуемости времени вычислений. Ведь порой бывает так, что за 1% прироста скорости работы приходится «заплатить» ростом частоты и тепловыделения CPU на десятки процентов, что далеко не всегда оправданно.

Впрочем, все эти решения были представлены в последние год-полтора, а вот из действительно свежих продуктов, которые как раз отвечают современным тенденциям, на SC19 Lenovo показала edge-сервер ThinkSystem SE350 для пограничных или, как их ещё называют, периферийных вычислений. Такие машины ставятся в буквальном смысле на границе сети и (пред-) обрабатывают данные с датчиков интернета вещей, умных устройств, промышленного оборудования, интеллектуальных систем видеонаблюдения и так далее. В общем, в тех случаях, когда потоки данных разумнее препарировать на месте, или когда иного выбора просто нет.

Lenovo ThinkSystem SE350

Lenovo ThinkSystem SE350

К таким системам предъявляются особые требования, которые не всегда легко исполнить одновременно: высокая производительность, компактность, автономность, малое энергопотребление, повышенная надёжность, готовность работать в неблагоприятных условиях. С приходом 5G подобные системы станут крайне востребованными в сочетании с ИИ в больших ЦОД, и ближайшее будущее как раз за ними, считает Рик Купман. В качестве примера подобного удачного решения он привёл опыт компании, занимающейся ветроустановками, которая смогла за счёт объединения прогнозов погоды из внешнего источника и данных с множества датчиков турбин по всему миру резко повысить эффективность и надёжность работы последних, получив возможность интеллектуально управлять ими и заранее предсказывать поломки.

Что касается SE350, то это узкий 1U-сервер на базе Intel Xeon D-2100 — до 16 ядер и до 256 Гбайт RAM. Дисковая подсистема поддерживает установку двух накопителей M.2 2280 и до десяти M.2 22110. Шасси позволяет установить низкопрофильную карту вроде NVIDIA T4 или другой ускоритель на базе FPGA/ASIC/GPU. Сетевых интерфейсов на выбор великое множество: доступны проводные порты 1/10GbE в различных сочетаниях (в том числе с коммутатором), адаптеры Wi-Fi/Bluetooth и модемы 3G/4G, а в будущем и 5G. Питается сервер от внешнего источника DC 48 В. Возможна установка как отдельной машины, так и шкафа на 2-4 узла вкупе с БП. Устройство рассчитано на работу в диапазоне от 0 до 55 °C, есть варианты исполнения с пылевлагозащитой. Кроме того, предусмотрены различные программные и аппаратные системы защиты данных и оборудования.

По словам представителя Lenovo, у нас в стране основными HPC-заказчиками являются ведущие научно-исследовательские и образовательные институты и университеты, крупнейшие государственные и частные компании. Любопытно, что в целом растёт интерес к GPU-решениям. Дело не только в возросшей роли машинного обучения, но и в активном портировании имеющихся приложений с CPU на GPU.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Источник:

Постоянный URL: https://servernews.ru/998448
Поделиться:  

Комментарии

Система Orphus