Tue . 19 Sep 2019

Жер симуляторы

Жапон үкіметінің «Earth Simulator Project» бастамасы бойынша жасалған Жер симуляторы ES 地球 シ ミ ュ レ ー タ, Жердің симулятор жобасы «ғаламдық климаттық модельдерді іске қосу үшін қатты параллельді векторлық суперкомпьютерлік жүйе болды. Қатты жер геофизикасындағы проблемаларды бағалау. Жапонияның аэроғарышты зерттеу агенттігі, Атомдық энергияны зерттеу жөніндегі Жапония және Жапон теңіз ғылыми-технологиялық орталығы үшін 1997 ж. әзірленді. Құрылыс 1999 жылдың қазан айында басталды, ал сайт 2002 жылы 11 наурызда ресми түрде ашылды. Жобаның құны 60 млрд. иен
Жобамен салынған NEC, ES олардың SX-6 архитектурасына негізделді. Әрбір түйінде сегіз векторлық процессорлар мен 16 гигабайт компьютерлік жады бар 640 түйіндер, барлығы 5120 процессор және 10 терабайт жады үшін екі түйін орнатылды x 14 метр х 2 метр шкаф Әр шкафта 20 кВт қуат тұтынылады. Жүйе үшін 700 терабайт дискіден 450, сақтау үшін 250, ол қолданушылар мен 16 петабайт көлемді таспа дискілерде сақтау Ол атмосферада да, мұхитта да жаһандық климаттың біртұтас модельдеуін 10 шақырымдыққа дейін жүзеге асырды, оның LINPACK эталонында 3586 TFLOPS болды, бұл бес есеге жуық болды. бұрынғыдан тезірек, ASCI White
ES әлемдегі ең жылдам суперкомпьютер болды - 2002 жылдан 2004 жылға дейін оның сыйымдылығы IBM компаниясының Blue Gene / L прототипімен 2004 жылдың 29 қыркүйегінде асып түсті. ES орнына Earth Simulator 2 ES2 ауыстырылды наурызда 20091 ES2 - NEC SX-9 / E жүйесі және төрттен біріне ие, оның өнімділігі 32 есе жылдамдығынан 128 есе, түйінге өңделетін ресурстардан төрт есе, 131 TFLOPS ең жоғары өнімділігі үшін жеткізілген LINPACK 1224 TFLOPS, 2 ES2 өнімділігі сол сәтте әлемдегі ең тиімді суперкомпьютер болды, 2010 жылдың қарашасында NEC ES2 HPC Challenge Awards шарасының бірі болып табылатын Global FFT-дің көшбасшы екенін көрсетті, өнімділік нөмірі 11876 TFLOPS3
Кон шатырлар - 1 жүйеге шолу
11 аппараттық құрал - 111 жүйелік конфигурация - 112 процессордың құрылысы - 113 процессор түйіні PN - 114 IN
115 процессор түйіні PN шкафы
12 Бағдарламалық жасақтама
121 Операциялық жүйе
122 Жаппай сақтау файлдары жүйесі: 123 Жұмысты жоспарлау
124 Бағдарламалау ортасы
13 Объектілер
131 Табиғи апаттардан қорғау
132 Найзағайдан қорғау жүйесі
133 Жарықтандыру - 134 Сейсмикалық оқшаулау жүйесі: 14 Өнімділік: 141 LINPACK
142 WRF-тің Жердегі Симулятордағы есептеу өнімділігі
2 Сонымен қатар қараңыз: 3 Сілтемелер
4 Сыртқы сілтемелер
Аппараттық қамтамасыздандыру - ES Earth Earth Simulator үш мемлекеттік органдармен ұлттық жоба ретінде жасалды: Жапонияның NASDA ғарышты дамыту ұлттық агенттігі, Жапонияның Атом энергиясын зерттеу институты және Жапон теңіз ғылымы және Жапония JAMSTEC Технологиялық Орталығы ES Жер Жер Симуляторы ғимаратында орналасқан; 50m x 65m x 17m Earth Simulator модернизациясы 2009 жылдың наурыз айында аяқталды Жаңартылған Earth Simulator 2 немесе ES2 жүйесінде NEC-тің SX-9E 160 жүйесінен конфигурацияланған 160 түйін пайдаланылады - ES - жоғары векторлы суперкомпьютерлік жүйе Таратылған жад түріндегі және Fat-Tree Network арқылы қосылған 160 процессорлық түйіндерден тұратын Әрбір процессор түйіндері - 8 векторлық арифметикалық процессорлардан тұратын, 128 ГБ негізгі жад жүйесінен тұратын ортақ жады бар жүйе. әр арифметикалық процессорлар - 1024Gflops ES, тұтастай алғанда, 2080 тб негізгі жады бар 1280 арифметикалық процессорлар және 131Tflops теориялық өнімі - CPUedit құрылысы
Әрбір процессор 4 жақты супер-скалярлық блоктан тұрады , VU векторлық блогы және бір LSI чипіндегі жадқа қол жеткізуді басқарудың негізгі блогы. CPU сағатына 32 ГГц жиілікте жұмыс істейді. Әрбір VU-да 72 векторлық регистрлер бар, олардың әрқайсысында 256 векторлық элементтер бар, сонымен қатар алты түрлі типтегі 8 жиынтық бар. және т.б. торлы құбырлар: қосу / жылжыту, көбейту, бөлу, логикалық операциялар, бүркену және жүктеу / сақтау Бірдей векторлық құбырлар бір вектордың нұсқауымен бірге жұмыс істейді және әртүрлі типтегі құбырлар бір уақытта жұмыс істей алады
PNedit Процессоры
Процессор торабы 8 процессордан және 10 жад модулінен тұрады - Interednection Network INedit - RCU тікелей кросс-коммутаторларға қосылған және мәліметтерді жіберу және қабылдау үшін 64 Гб / с жылдамдықтағы тораптар арасындағы байланысты басқарады. Сонымен, түйіндер арасындағы желінің жалпы өткізу қабілеттілігі шамамен 10 ТБ / процессор түйіні PN Cabinetedit
процессор түйіні бір шкафтың екі түйінінен тұрады, 8 қуат беру бөлігінің жад модулінен және 8 процессоры бар PCI қорабынан тұрады. Бағдарламалық жасақтама
Бағдарламалық жасақтама
Төменде ES2 операциялық жүйесінде, жұмыс жоспарлауында және бағдарламалық ортасында қолданылатын бағдарламалық технологиялардың сипаттамасы
ESET-те жұмыс істейтін операциялық жүйе d NEC-тің SX сериялы суперкомпьютерлері үшін жасалған SX сериялары - бұл NEC SUPER-UX шығарған, шығаратын және сатылатын векторлық суперкомпьютерлер - бұл UNIX System V негізіндегі операциялық жүйе ретінде BSD және SVR42MP функцияларын алатын операциялық жүйе. супер компьютер үшін қосымша, SUPER-UX, Berkeley Software Distribution BSD және SVR42MP - Unix негізіндегі операциялық жүйелер
Massed storage systemedit
Егер 640 PN-де жұмыс істейтін үлкен параллельді жұмыс бір орнатылған дискіден оқиды / жазылса PN, әр PN дискіге дәйектілікпен қол жеткізеді және өнімділік нашарлайды, бірақ әрбір PN оқитын немесе өз дискіге жазатын жергілікті I / O бұл мәселені шешеді, бірақ көптеген көп мөлшердегі файлдарды басқару өте қиын жұмыс. Содан кейін ES жоғары жылдамдықты енгізу / шығару өнімділігін ұсынатын Кезеңділік пен Ғаламдық Файлдық Жүйені қабылдайды. Жұмысты жоспарлау
ES негізінен топтық жұмысты басқару үшін Желілік кезек жүйесі II NQSII енгізілген Earth Simulator ES кезек конфигурациясының екі типті кезектері S пакеттік кезек бір түйінді пакеттік жұмыстарға арналған, ал L пакеттік кезек көп түйінді пакеттік кезекке арналған Екі типті кезектер бар, олардың бірі - L партиясының кезегі, ал екіншісі - S пакеттік кезек S пакеттік кезек бастапқы мәліметтерді құруға, модельдеу және басқа процестердің нәтижелерін өңдеуге арналған масштабты тапсырмалар үшін алдын-ала немесе кейінгі жұмыс үшін пайдаланылады, ал L пакеті кезегі өндіріске арналған. пайдаланушылардың жұмысына сәйкес кезек - пакеттік жұмысқа бөлінген түйіндер тек сол партиялық жұмыс үшін пайдаланылады
Пакеттік жұмыс CPU уақытының орнына өткен уақытқа негізделеді. Стратегия 1 жұмысты бағалауға мүмкіндік береді жұмыстың аяқталу уақытын және келесі партиялық жұмыстар үшін түйіндерді алдын-ала бөлуді жеңілдету. 2-стратегия тапсырманың тиімді орындалуына ықпал етеді. Тапсырма тек түйіндерді ғана қолдана алады және әр түйіндегі процестер бір уақытта орындалуы мүмкін. параллельді бағдарлама жасай алады L-жүйесінің PN-леріне дискіні енгізу / шығару жеткілікті болуын қамтамасыз ету үшін пайдаланушы дискісіне кіруге тыйым салынады, сондықтан пакеттік тапсырмада пайдаланылатын файлдар тапсырманы орындауға дейін пайдаланушы дискісінен жұмыс дискісіне көшіріледі. Бұл процесс деп аталады «кезең-кезеңінде» Жұмысты жоспарлау үшін осы кезеңді жасыру маңызды. Жұмыс жоспарлауының негізгі кезеңдері төмендегідей жинақталған:
Node Бөлу - Пайдаланушы дискіден жұмыс дискісіне кезең-кезеңмен көшірілетін файлдар Мүмкіндігінше, жұмысты бағалау - бұрын болжанған басталу уақыты үшін қайта жоспарлау. Тапсырманы орындау - файлдарды жұмыс дискісінен пайдаланушы дискіге автоматты түрде кезең-кезеңмен көшіру
Жаңа пакеттік тапсырма жіберілген кезде жоспарлаушы іздейді қол жетімді түйіндер 1-қадам. Түйіндер мен есептік басталу уақыты пакеттік жұмысқа бөлінгеннен кейін, 2-кезең басталады. Егер жоспарлаушы жоспарланғаннан ертерек басталу уақытын тапса, жоспарлау басталады. бастау уақыт, ол пакеттік жұмысқа жаңа басталу уақытын бөледі. Бұл процесс «жұмысты жоғарылату» деп аталады. 3-қадам. Болжамдалған басталу уақыты келгенде, жоспарлаушы пакеттік тапсырманы орындайды.4-қадам Жоспарлаушы пакеттік жұмысты тоқтатады және аяқталғаннан кейін процесті бастайды тапсырманы орындау аяқталды немесе мәлімделген уақыт аяқталды 5-қадам. Топтық жұмысты орындау үшін пайдаланушы логин-серверге кіреді және топтық сценарийді ES-ге жібереді және пайдаланушы тапсырманы орындау аяқталғанша күтеді. Осы уақыт аралығында пайдаланушы Кәдімгі веб-шолғышты немесе қолданушы командаларын қолдана отырып, пакеттік жұмыстың күйін қараңыз. Түйінді жоспарлау, файлдарды өңдеуді және басқа өңдеулерді пакет сценарийі бойынша жүйе автоматты түрде өңдейді - Programming environmentedit - ES
Fortran 90, C және C ++ компиляторлары бар, олардың барлығы автоматты вектордың жетілдірілген мүмкіндігіне ие Микротаскинг - бұл Cray суперкомпьютері үшін бір уақытта ұсынылатын және сонымен қатар ES Microtasking-де ішкі тораптық параллельдеу үшін басқарылатын бағдарламаларға директивалар енгізу арқылы немесе компилятордың автоматты параллелизациясын қолдану арқылы басқарылатын бірнеше түрлілік. Fortran 90 және C ++ жүйелерінде қол жетімді
параллелизация
параллельдеу
хабарды жіберу интерфейсі MPI - MPI - бұл MPI-1 және MPI-2 стандарттарына негізделген және жоғары жылдамдықты байланыс мүмкіндігін қамтамасыз ететін хабарларды тарататын кітапхана. IXS және ортақ жадтың мүмкіндіктерін толығымен пайдаланады. Бұл ішкі және түйінаралық параллелизация үшін де қолданыла алады. MPI процесі жалпақ параллелизациядағы АП-ға немесе гибридтік параллелдеу MPI-де OpenMP жіптері бар PN-ге тағайындалады кітапханалар параллелдеу тәсілінің екеуінде де ES сәулетімен байланыстың жоғары өнімділігіне қол жеткізу үшін ойластырылған және оңтайландырылған. Performance Fortrans HPF - ES негізгі пайдаланушылары параллельді бағдарламалауды міндетті түрде білмейтін немесе оны ұнатпайтын жаратылыстанушылар деп саналады, сәйкесінше, жоғары деңгейдегі параллельді тіл үлкен сұранысқа ие, HPF / SX параллельді бағдарламаларды оңай және тиімді етеді ЭС-та сұранысты қамтамасыз ету үшін HPF20 техникалық сипаттамаларын, оның бекітілген кеңейтімдерін, HPF / JA және ES үшін құралдардың бірегей кеңейтімдерін қолдайды - Құралдар - Интеграцияланған даму ортасы PSUITE - Интеграцияланған даму ортасы PSUITE әр түрлі интеграция болып табылады SUPER-UX басқаратын бағдарламаны құруға арналған құралдар, өйткені PSUITE әртүрлі құралдарды GUI қолдана алады және құралдардың арасында үйлестірілген функцияға ие болғандықтан, бағдарламаны өткенді дамыту әдісінен гөрі тиімді дамыта алады. бағдарламасы және оңай - -Dugug Support - SUPER-UX-та келесідей бағдарламалар жұмыс істейді: Facilitiesedit
Featu Earth Simulator ғимаратының қирауы - Табиғи апаттардан қорғау
Earth Simulator Center компьютерді табиғи апаттардан немесе құбылыстардан қорғауға көмектесетін бірнеше арнайы функцияға ие, ғимаратта найзағайдан қорғауға көмектесетін сым ұя салынады жерге найзағай тогын шығару үшін жоғары вольтты экрандалған кабельдерді қолданады. Арнайы жарық тарату жүйесінде магниттік кедергілердің компьютерлерге түсуіне жол бермеу үшін экрандалған машина бөлмесінің қабырғасынан тыс орнатылған галогендік шамдар қолданылады. Ғимарат сейсмикалық оқшаулау жүйесінде салынған жер сілкінісі кезінде ғимаратты қорғайтын резеңке тіректерден тұрады
Найзағайдан қорғаныс жүйесі: Үш негізгі ерекшеліктер:
Жердегі симулятор ғимаратының екі жағындағы төрт тірек ғимаратты найзағай соққыларынан қорғайтын сым ұясын құрайды. Жерге найзағай тогын жіберетін индуктивті сым үшін жоғары вольтты экрандалған арнайы кабель қолданылады. Жарықтандыру: Жарық беру: түтік ішіндегі жарық тарату жүйесі диаметрі 255 мм, ұзындығы 44 м49 дюйм, 19 түтік Жарық көзі: 1 кВ галогендік шамдар Жарықтандыру: еденде 300 л. Орташа есеппен экрандалған машина бөлмесінің қабырғаларынан жарық көздері
Сейсмикалық оқшаулау жүйесі - 11 фут оқшаулағыш, биіктігі 33 фут, диаметрі, ЕС ғимаратының түбін қолдайтын 20 қабатты резеңкелер
Performanceedit
LINPACKedit - 2009 жылы наурызда іске қосылған Earth Simulator жаңа жүйесі 1224 TFLOPS-тің тұрақты жұмысына қол жеткізді және LINPACK Benchmark 1-де 9338% 2-ті есептеу тиімділігі - LINPACK Benchmark - LINPACK эталоны - бұл өлшеу Компьютердің жұмыс қабілеттілігі және TOP500 жобасындағы компьютерлік жүйелерді бағалау үшін стандартты эталон ретінде пайдаланылады. LINPACK - бұл компьютерлерде сандық сызықтық алгебраны орындауға арналған бағдарлама. 2 Есептеу тиімділігі - Есептеу тиімділігі - бұл тұрақтының арақатынасы d өнімділігі ең жоғары есептеу көрсеткішіне дейін. Мұнда ол 1224TFLOPS-тің 131072TFLOPS-қа қатынасы - Жердегі WRF-тің есептеу қабілеттілігі Simulatoredit
Бұл бөлімде түпнұсқалық зерттеулер бар Осы шаблондық хабарламаны қалай және қашан жою керектігін біліңіз. WRF ауа-райын зерттеу және болжау моделі - бұл АҚШ мекемелері, соның ішінде NCAR Ұлттық атмосфералық орталығы арасындағы ынтымақтастық аясында жасалған мезоскалдық метеорологиялық модельдеу коды. JAMSTEC ғылыми-зерттеу және қоршаған ортаны болжаудың ұлттық орталықтары WRFV2-ді 2009 жылы жаңартылған ES2 Earth Simulator қондырғысында есептеу өнімділігін өлшей отырып оңтайландырды. Нәтижесінде WRFV2 ES2-де керемет және тұрақты өнімділікпен жұмыс істей алатындығы дәлелденді ... The WRF көмегімен сандық метеорологиялық модельдеу жүргізілді Табиғи іске қосу моделінің шартымен Жер шарындағы Жер тренажерында кеңістіктік ажыратымдылық 4486 - 4486 горизонтальды 5 км және 101 деңгейлі тор аралықтары вертикальды. Көбінесе адиабатикалық жағдайлар уақытты интегралдау қадамымен 6 секундта қолданылды. Жердегі симулятордағы жұмыс WRF-тің жоғары ажыратымдылығына қол жеткізілді, ал пайдаланылған CPU ядроларының саны әлемдегі ең жылдам классикалық Jaguar CRAY XT5 жүйесімен салыстырғанда Oak Ridge ұлттық зертханасында 1% құрайды. Jaguar жүйесінде өлшенгеннің 50%. Жердегі симулятордағы ең жоғары көрсеткіш коэффициенті - 222%. Жапонияда суперкомпьютерді де қараңыз - Соңғы климаттың өзгеруіне атсалыс
NCAR
HadCM3
EdGCM
Анықтамалық ақпарат: ^ «Жапонияның Жер Симуляторы 2 бизнес үшін ашық» 1 наурыз 2009 ж. ^ «Жер Симуляторының жаңартуы тиімділік рекордын жаңартты» 5 маусым 2009 ж. ^ «» Жер Симуляторы «жеңді Бірінші орын HPC Challenge марапаттарында «17 қараша 2010 ж. - Сато, Тецуя 2004» Жер симуляторы: рөлдері мен әсерлері «Ядролық физика B қосымшалары 129: 102 doi: 101016 / S0920-56320302511-8
Сыртқы сілтемелер
Жер Симуляторы Орталығы - Жердегі Симулятор Орталығына шолу - Жер Симуляторы Орталығының жүйесі туралы ақпарат - Жердегі Симулятордың зерттеу нәтижелерінің репозиторийі
Уақыт журналы: 2002 жылғы ең жақсы өнертабыстар - Ультраструктуралық модельдеу және жазбалар
ASCI White - 7226 терафлопынан басталады - Әлемдегі ең қуатты суперкомпьютер
наурыз 2002 - 2004 ж. Қараша - Blue Gene / L - 7072 teraflops - v
e
NEC суперкомпьютерлері
SX-1
SX-2
SX-3
SX-4
SX-5
SX-6
Earth Simulator
SX-8
SX-9
SX-ACE
Координаттары: 35 ° 22′51 ″ N 139 ° 37′348 ″ E / 3538083 ° N 139626333 ° E / 3538083; 139626333


Earth Simulator

Random Posts

Modern philosophy

Modern philosophy

Modern philosophy is a branch of philosophy that originated in Western Europe in the 17th century, a...
Tim Shadbolt

Tim Shadbolt

Timothy Richard "Tim" Shadbolt born 19 February 1947 is a New Zealand politician He is the Mayor of ...
HK Express

HK Express

Andrew Cowen Deputy CEO Website wwwhkexpresscom HK Express Traditional Chinese 香港快運航空...
List of shrinking cities in the United States

List of shrinking cities in the United States

The following municipalities in the United States have lost at least 20% of their population, from a...