Суперкомпьютер на платформе IBM BladeCenter помог вывести казахстанский университет на мировой уровень

В Казахстанско-Британском техническом университете (КБТУ) в Алматы запущен в промышленную эксплуатацию первый в Казахстане суперкомпьютер – кластерная система на платформе IBM System x BladeCenter.

Сведения о заказчике

Казахстанско-Британский технический университет – высшее учебное заведение нового поколения, взявшее на себя ответственную миссию подготовки и формирования национальной научно-технической элиты Казахстана. Университет учрежден 3 августа 2001 года, и сегодня университет – один из лидеров казахстанского образования.

Предпосылки проекта

Высокопроизводительный суперкомпьютерный кластер на базе блейд-серверов IBM BladeCenter позволит КБТУ стать одним из интеллектуальных центров модернизации экономики Казахстана. Перед КБТУ стоит задача вхождения в мировые рейтинги, куда не попасть, не обладая какими-либо технологическими достижениями Высокие рейтинги многих университетов базируются на колоссальном накопленном опыте, их истории, которая притягивает лучших профессоров, поднимая академический уровень еще выше КБТУ же собирается наращивать свои «технологические мускулы». И в этой связи самым важным является суперкомпьютер, играющий роль ядра системы, вокруг которого будут строиться новые лаборатории. Важным преимуществом является возможность с помощью соответствующего программного обеспечения виртуально моделировать самые разные экспериментальные условия. Суперкомпьютер позволит университету проводить ту работу, которая сегодня зачастую поручается сторонним организациям в других странах. Среди них такие важные задачи, как, например, сложные метеорологические, сейсмологические и геофизические вычисления. В планы университета входит создание лабораторий, которые смогут справиться с таким объемом вычислений – и суперкомпьютер для этой цели является оптимальным инструментом.

Реализация проекта

Руководство университета предъявило к поставщикам следующие основные требования, которые должны были быть выполнены еще до поставки:

• Интеграция поставляемого решения в действующую среду европейской сети HPC Grid;
• Испытание промышленного использования программного обеспечения для разработки и стыковки геофизической и гидродинамической моделей нефтегазового месторождения;
• Создание центра компетенции для расширения применения решения в разных областях науки и производства;
• Создание условий для исследований с применением решения и обеспечение их поддержки;
• Создание действующей модели поставляемого решения, чтобы убедиться в оптимальном функционировании всех его компонентов.

Среди всех вендоров мирового уровня только IBM по мнению университета смогла полностью удовлетворить эти требования. Поставленные задачи были решены или продемонстрированы реальные возможности их решения с применением аппаратных и организационных возможностей Центра инфраструктурных решений IBM/Intel в Москве.

В сентябре прошлого года в университете была развернута пилотная зона HPC Grid и выполнено удаленное тестирование с применением аппаратных средств Центра. По результатам тестирования руководство университета приняло решение о приобретении суперкомпьютерного кластера на базе IBM BladeCenter. В декабре 2009 года был проведен тендер по закупке суперкомпьютера для КБТУ. В нем приняли участие дистрибьюторы компании IBM. Победитель был определен по минимальной цене и соответствию предлагаемого решения представленному КБТУ техническому заданию.

Уже в марте 2010 года университет официально объявил о переводе суперкомпьютера в промышленную эксплуатацию. Суперкомпьютерный кластер с пиковой производительностью 10 Тфлопс содержит 112 вычислительных узлов BladeCenter на базе двух процессоров Intel Xeon X5570 с тактовой частотой 2,93 ГГц и ОЗУ емкостью 12,288 ГБ, два узла управления, два узла файловой системы и узел препроцессинга. Все эти узлы соединены между собой высокоскоростной сетью InfiniBand, которая обеспечивает пропускную способность, необходимую для высокопроизводительных вычислений. Это предварительно сконфигурированное, полностью интегрированное и протестированное решение IBM на платформе System x, готовое к внедрению в центре обработки данных. В качестве операционной системы используется Red Hat Enterprise Linux версии 5.4 x64. Для управления высокопроизводительным кластером применяется программное обеспечение IBM Extreme Cluster Administration Toolkit (xCAT), которое упрощает управление, автоматизируя процессы установки и конфигурирования кластера. Кроме того, применяется ПО загрузки задач IBM LoadLeveler и IBM StorageManager. Задача хранения данных была решена также с использованием технологий IBM. В центре университета была развернута централизованная система хранения данных, которая состоит из четырех дисковых массивов IBM DS 3400 и системы резервного копирования на базе накопителя на магнитной ленте IBM TS3200.

Проект установки высокопроизводительного кластера был выполнен всего за один месяц силами специалистов КБТУ совместно с сотрудниками представительства IBM в Казахстане. Для его реализации в КБТУ был подготовлен специальный серверный зал с инфраструктурой, содержащей систему бесперебойного питания; систему прецизионного кондиционирования воздуха; систему автоматического пожаротушения и систему контроля доступа. Семь специалистов заказчика прошли обучение навыкам работы с кластером, его конфигурированию и поддержанию работоспособности.

Полученные результаты

Суперкомпьютер КБТУ, который занимает 19-е место в 12-й редакции рейтинга ТОП-50 суперкомпьютеров СНГ от 30 марта 2010 года¹ стал ядром собственной высокопроизводительной вычислительной сети университета. Благодаря этому КБТУ интегрируется на технологическом уровне более чем с 70 исследовательскими организациями в Европе и США. Кроме того, мощнейший вычислительный комплекс стал частью проектов, реализованных в рамках европейской программы, объединившей ученых более чем из 50 стран и предоставившей в их распоряжение последние достижения в области grid-технологии.

Новая сеть позволит университету не только вывести на принципиально новый уровень качество исследований и подготовки специалистов, но и работать на стыке науки и практики в таких отраслях, как нефтегазовый сектор, недропользование, экология, энергетика и транспорт. «Это самые сложные для моделирования области экономической деятельности, поэтому мы приняли решение опираться исключительно на профессиональное оборудование IBM – подчеркнул ректор КБТУ Искандер Бейсембетов» Путем объединения возможностей суперкомпьютера и grid-инфраструктуры в КБТУ организуется уникальная платформа для реализации научных проектов в образовательной сфере страны.

Руководство университета установило также партнерские отношения с ведущей исследовательской лабораторией IBM в Хайфе (Израиль) и начало проработку приоритетных направлений сотрудничества. На данном этапе в качестве приоритетов определены облачные вычисления, grid-технология и разработка экспертных систем в рамках инициативы IBM «Разумная планета».

«Суперкомпьютеры сегодня помогают решать проблемы, которые слишком сложны или массивны для стандартных компьютеров. Моделирование реального мира сложных систем, таких, как динамика жидкостей, изменение погодных условий, прогнозирование сейсмической активности и расшифровка генома человека, представляют собой наиболее современные сферы применения суперкомпьютеров, – отметил Михаил Серегин, генеральный директор IBM в странах СНГ, выступая на пресс-конференции, посвященной вводу суперкомпьютера в эксплуатацию. – Не будет преувеличением сказать, что КБТУ теперь обладает стратегическим активом, необходимым для разумной модернизации Казахстана».