HPE SGI 8600, un supercomputer per Ricerca & Sviluppo

Le soluzioni di elaborazione dati ad alte prestazioni sono l’ambito in cui si colloca il sistema di supercomputer in cluster scalabile ad alta densità HPE SGI 8600, che rappresenta una nuova generazione di sistemi dedicati alle applicazioni HPC (high performance computing) e all’intelligenza artificiale (AI). Sistemi indirizzati a supportare workload HPC di dimensioni e volume crescenti e ad accelerare l’innovazione nel mondo business, in campo scientifico, universitario e ingegneristico.

Si va dalle applicazioni nelle scienze della vita, della Terra, dello spazio, a quelle nelle imprese e attività commerciali, in ambiti come la progettazione e la produzione.

Come primo sistema co-sviluppato con SGI in seguito al completamento, a fine 2016, dell’acquisizione Hewlett Packard Enterprise, HPE SGI 8600 si fonda sull’architettura proprietaria SGI ICE XA, espressamente ideata con l’obiettivo di risolvere le sfide scientifiche, ingegneristiche e di sicurezza nazionale più complesse. Ciò è reso possibile dalle prestazioni di elaborazione parallela raggiungibili (dell’ordine dei petaflop) e dalla capacità del sistema di scalare fino a oltre 10 mila nodi, senza la necessità di switch esterni aggiuntivi, ma solo utilizzando quelli integrati e la tecnologia d’interconnessione Hypercube.

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Risultati e ‘insight’ in meno tempo, e con meno consumo di energia 

L’esplosiva domanda di dati, in concomitanza con i complessi algoritmi che controllano le applicazioni di intelligenza artificiale, sta alimentando la richiesta sul mercato di sistemi dotati di prestazioni di elaborazione scalabili, come HPE SGI 8600, ottimizzati per applicazioni di deep learning e studiati per supportare carichi di lavoro che servono a fornire agli utenti risultati e ‘insight’ in maniera più rapida, flessibile ed efficiente. Al contempo, i sistemi HPE SGI 8600 mirano a ridurre la vulnerabilità ai cyber-attacchi, i consumi di energia, gli ingombri di spazio, e a minimizzare le competenze richieste per gestire la pianificazione d’investimenti in tecnologia futura.

Architettura di sistema: E-cell ottimizza il raffreddamento

Il mattone base del sistema HPE SGI 8600 è l’unità E-cell, costituita da due armadi E-rack 42U, separati da un’unità rack di raffreddamento. E-cell è un’unità sigillata e utilizza una tecnologia di raffreddamento a circuito chiuso, che impedisce la dispersione dell’aria calda all’interno del data center. Un dispositivo ‘cold sink’ connesso in modo diretto, e raffreddato a liquido, è in grado di rimuovere con efficienza e risparmi, rispetto a soluzioni analoghe dotate di raffreddamento ad aria, il calore prodotto dai device elettronici ad elevata potenza, come processori, GPU (graphics processing unit) e switch, grazie a un’unità ausiliaria di distribuzione del raffreddamento, denominata CDU (cooling distribution unit).

Negli armadi E-rack non sono presenti ventole di raffreddamento, e tutte le necessità di raffrescamento vengono soddisfatte a livello di rack, adottando un approccio che permette di ottenere maggior efficienza, e ridurre i costi associati alle attività di condizionamento.

Sempre considerando l’architettura del sistema, ciascuna unità E-rack può contenere fino a quattro enclosure per l’alloggio di unità blade di elaborazione. Ogni enclosure è in grado di fornire alimentazione, raffreddamento, controllo del sistema e rete fabric per fino a nove unità di calcolo di tipo blade. Di conseguenza, un singolo E-rack può accomodare fino a 36 slot di alloggiamento per server blade, distribuiti in quattro enclosure, mentre un elemento E-cell è in grado di ospitare fino a 72 vassoi per unità blade di elaborazione. Un slot midplane integrato, posto tra vassoi di computing e switch fabric, fornisce un’infrastruttura priva di cavi all’interno di ciascuna enclosure.

Diverse opzioni di configurazione e più facilità d’uso 

Con la soluzione di HPE, gli utenti hanno la possibilità di sfruttare la potenza delle principali applicazioni commerciali, e di quelle sviluppate ‘in casa’, utilizzando architetture di elaborazione dati industry-standard e allo stato dell’arte, come quella x86. A seconda delle necessità applicative, il sistema HPE SGI 8600 è infatti disponibile con nodi di elaborazione basati sulla famiglia di processori scalabili Intel Xeon; con nodi che utilizzano processori Intel Xeon Phi; oppure con opzioni per il supporto della soluzione NVIDIA Tesla V100 per GPU SXM2 con NVLink, in grado di massimizzare le performance per le applicazioni di deep learning.

Dal punto di vista della flessibilità nella scelta della topologia di networking, HPE SGI 8600 supporta le tecnologie d’interconnessione InfiniBand e Intel Omni-Path, con la possibilità di scegliere tra topologie All-to-All, Fat Tree, Hypercube, o Enhanced Hypercube.

Sotto il profilo dei sistemi operativi utilizzabili, HPE SGI 8600 supporta una varietà di piattaforme standard, da SUSE Linux Enterprise Server, a Red Hat Enterprise Linux, a CentOS. In aggiunta, è possibile eseguire il provisioning di differenti sistemi operativi Linux su nodi differenti, in modo da permettere a un’ampia gamma di applicazioni HPC Linux-based di girare in modo simultaneo, e soddisfare le esigenze di svariate tipologie di utenti.

In termini di facilità d’uso, gli strumenti evoluti disponibili per l’amministrazione del sistema consentono di effettuare il provisioning di migliaia di nodi in pochi minuti. È inoltre possibile eseguire la gestione proattiva dell’integrità del sistema, per evitare downtime dovuti a errori di memoria dalle conseguenze imprevedibili, e scalare la capacità del sistema stesso con notevole elasticità, grazie alla potenza dei processori e GPU di ultima generazione, disponibili nelle diverse configurazioni. Infine, tutto l’ecosistema software è ottimizzato, convalidato e integrato sulla base del software commerciale e open source di Hewlett Packard Enterprise.