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掲載資料に関して
ここに掲載した資料は、弊社の調査と見解に基くものであり、資料の中で示されている製品やサービスを提供している各社の公式な見解でも、また、マーケティング戦略に基くものではありません。 あくまで、弊社としての意見だということにご注意ください。 これらの資料の無断での引用、転載を禁じます。

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調査&レポート - High Density HPC Solutions

▼ はじめに
この10年で大きく変わったコンピューティング・プラットフォームの構成において、現在は、標準化され広く流通しているコンポーネントを効率よく組み合わせることで、製品化されたプラットフォームが、HPC 分野でも主流となっています。 もちろん、特別に設計され、特定の目的のために最適化されたシステムの価値は、依然として高いものがあります。 しかし、今後 10年の HPCシステムの動向を考えた場合、また今後予想されるワークロードや利用モデルにおいてのプラットフォームの進化を考えた場合、標準コンポーネントを利用した HPC プラットフォームが大きな位置を占めることは間違いありません。 このようなHPC プラットフォームの方向性として、弊社では、「HP2C」というコンセプトを提唱し、そのようなコンセプトを実現するためのプラットフォーム事例を積極的に紹介しています。

このようなHPCプラットフォームの基盤は、マイクロプロセッサであることは変わりません。既に、マイクロプロセッサは4つの演算コアを搭載したクアッドコアプロセッサが一般化しています。このようなクァッドコアプロセッサは、従来のデュアルコアプロセッサと比較して、更に高い性能とコアあたりの低い消費電力を実現しています。このようなクアッドコアプロセッサを利用することで、高密度で低消費電力のHPCプラットフォームを構築することはより容易になります。しかし、HPCプラットフォームでは、一般のデータセンターで利用されるよりもより高いメモリバンド幅 とシステムの高密度実装が求められます。 このような高いメモリバンド幅と高密度実装を可能とする高密度実装プラットフォームとして、弊社では2つのプラットフォームに注目しています。► High Density HPC Solutions 日本語 PDF形式 3.4MB


▼ HPCプラットフォーム
Twin Server -デュアルソケット

デュアルソケットと同じ実装密度
(2 CPU / 1U)
筺体あたりのメモリバンド幅は、50%以上高い
消費電力あたりの性能(►20%)

S3000PT - シングルソケット

高い実装密度(4 CPU / 1U)
15 ノードで1TGFLOPS以上の性能


▼ S3000PT - HPC システムボード
S3000PTは、インテルがHPC(ハイパフォーマンス・コンピューティング)分野向けに開発したシングルソケットのシステムボードです。このシステムボードは、一つのプロセッサがメモリやネットワークやPCI Expressなどを占有して利用することが可能となるため、従来の複数プロセッサがメモリやバスを共有した場合に問題となるリソースへのアクセス時の競合などを避けることが可能となります。HPCプラットフォームで実行されるアプリケーションは高いメモリバンド幅と高速のメモリアクセスを必要とします。S3000PTのようなシングルソケットは、このようなアプリケーションのワークロードに最適です。

ここでは、公開されているCray XT3スーパーコンピュータとの性能比較をNAS Parallel Benchmark で行っています。このS3000PTを利用したクラスタは、Cray XT3のようなスーパーコンピュータを上回る性能を示すことが可能となります。NAS Parallel Benchmarkは、NASAが開発したベンチマークであり、主に流体解析のアプリケーションのワークロードや動作特性を評価するために開発されたものです。このような流体解析は、メモリ参照が厳しく、メモリ性能が性能を左右することが良く知られています。Cray XT3が搭載しているAMDのデュアルコアプロセッサは、プロセッサにメモリコントローラを内蔵し、メモリバンド幅とアクセス速度が速いことが特徴であり、この点でインテルプロセッサに対する優位性を示してきました。しかし、S3000PTのようなシステムでは、インテルプロセッサでも同様の優位性を簡単に示すことが出来ます。

評価システム:S3000PT(Core2Duo Extreme)+InfiniBand (Qlogic)

Cray XT3性能データ : http:www.psc.edu/training/XT3_Aug05/lectures/XT3_Performance.ppt  より抜粋

商用流体解析アプリケーションのStar-CDの標準ベンチマークでも、同じコア数では、S3000PTを搭載したNEXXUS 4000が、デュアルソケットのシステムに対して、より高い性能を示しています。商用アプリケーションでは、コアあたりの性能が重要ですので、S3000PTを搭載したシステムはこの点で優位性を示します。


Benchmarks STAR-CD V3240/V3260 A-Class DATASET
http://www.cd-adapco.com/products/STAR-CD/performance/320/aclass32.html 


▼ Atoka - Twin Server DP サーバボード

Twin Server は、DPサーバボードにも関わらず、S3000PTとほぼ同じ大きさのサーバボードであり、このサーバボードを利用した場合、1Uサイズのサーバ内に、4プロセッサ、16コアが搭載可能となります。デュアルコアプロセッサを搭載した今までの1Uサーバに対して、4倍のプロセッサコアの搭載が可能となります。これらのサーバボードは、HPCシステムが必要とする絶対性能、コスト、設置面積、消費電力の低減などを図るために新しいプラットフォームの構成ブロックとして利用可能となっています。 このサーバボードは、ボード上に、InfiniBandを搭載し、カードなどを利用することなく、直接スイッチを介しての接続が可能となります。 HPCサーバプラットフォームでは、InifiniBandは、インターコネクトはもちろん、ストレージなどの接続にも利用されており、GbEと同じようにオンボード上に実装されることで、よりスケーラブルなクラスタシステムの構築が可能となります。

S3000PTやTwin Serverは、最新のプロセッサやチップセットに対応した新しい製品が既に製品化されています。これらは、より高いバンド幅や多くのメモリ搭載が可能となっています。

Intel Server Board X38ML
  • Wolfdale / Yorkfield / Conroe / Kentsfield processor (35W, 65W, 130W)をサポート
  • Intel X38 Expressチップセット
    • 1333 MHz Fontside Bus
    • FSB Overclock のサポート(1600 又は 2000MHz)
    • Single PCI-Express x16 connector
    • ハイエンドグラフィクスもサポート
  • 4 DIMMs (最大 16GB) DDR2 667/800メモリ
  • Integrated 4 port SATA 3.0Gb/s with RAID 0 and 1
  • Integrated graphics
  • Integrated BMC supporting IPMI 2.0
  • Integrated Dual Gigabit Ethernet (Zoar)
  • Custom 5.9” x13” form factor

▼ まとめとして
高性能で高密度な実装を求められるHPCプラットフォームに対して、S3000PT/X39MLやTwin Serverのようなプラットフォームは、非常に適したものになります。また、これらの技術を組み合わせることで、ワークロードに最適なシステムを提案することが可能となります。

参考資料


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