4日立ソフトウェアスタック - pc cluster

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株式会社日立製作所

2009/3/13

日立のＨＰＣ分野への取り組み

PCクラスタワークショップin大阪


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3

目次

SR16000シリーズ

日立テクニカルサーバラインナップ

HA8000-tc/RS425

日立ソフトウェアスタック4

日立ストレージ製品5

2


'82 '85 '90 '95 '00 ‘05

SR11000

First Japanese vector supercomputer

S-810Single CPU peak

performance 3 GFlops

S-820

Single CPU peak performance 8 GFlops(fastest in the world)

S-3800

First HPC machine with combined vector & scalar

processing

SR8000

Hitachi started development of Hitachi’s original chipsetand server for Itanium® processor.

'96

First commercially available distributed memory parallel

processor

SR2201

‘10

Vector

SR16000Over 3-4 times node

peak performance withPOWER6™ processor

147.2 GFlops of node peak performance with POWER5+™

processor (Model K2)

Vector-Scalar Combined type

Scalar Parallel (MPP type)

POWER6 is a trademark of IBM corporation.POWER5+ is a trademark of IBM corporation.

HA8000-tc/RS425High Performance

Server for Cluster System

Almost 30 Years of Super Computing Development

日立テクニカルサーバ日立テクニカルサーバ : History & Future: History & Future1-1

PC ServerHA8000 Series

Petaflop computer


日立テクニカルサーバラインナップ1-2

スカラＳＭＰクラスタＰＣクラスタ

ＰＣクラスタからスカラＳＭＰまでＨＰＣラインナップ拡充ＰＣクラスタからスカラＳＭＰまでＨＰＣラインナップ拡充

HA8000-tc/RS425

Opteron/Barcelona2.3/1.9GHz 16way

●従来SR11000シリーズにテクニカルPCサーバの投入●SR11000後継として最新POWER6プロセッサ32way搭載SR16000発表●最新のOpteron４ソケットプロセッサ投入により

X86アーキテクチャの技術計算アプリで世界最高性能を実現

SR16000L2ﾓﾃﾞﾙ

POWER64.7GHz 32way水冷ﾓﾃﾞﾙ

POWER63.5GHz 32way空冷モデル

SR16000L1ﾓﾃﾞﾙ

SR16000VL1ﾓﾃﾞﾙ

POWER65.0GHz 64way空冷ﾓﾃﾞﾙ

3


ＳＲ１６０００シリーズ

2


スーパコンピュータSR16000のご紹介

POWER6プロセッサを搭載した科学技術計算向け高性能コンピュータ～従来機比単位面積あたり性能を9倍、単位電力あたり性能を3倍に強化～

■ 新製品「SR16000」の特長(1) 新世代マイクロプロセッサPOWER6搭載

クロックレート 3.5GHz/4.7GHzを誇る新世代POWER6が、より高速な演算能力を提供。単体SMPノードでは、448GFLOPS/601.6GFLOPSの理論演算性能を実現します。

(2) 最大512ノードのスケーラビリティマルチノードシステムでは、最大512ノードで 229TFLOPS/308TFLOPSの超高速演算性能を実現。ノード間転送速度最大16GB/秒（単方向）x2の高速ノード間ネットワークにより、最適なシステム性能を引き出します。

(3) 世界最高クラスの高密度実装1ラックに最大14ノードを搭載可能。1ラックあたりの理論演算性能では世界最高クラスの8.4TFLOPSを実現。より小さなラック占有面積で100TFLOPS級のシステム導入が可能です。

(4) 環境性能の追求冷却方式に水冷技術を採用し、冷却の効率化を図るなど、従来比約3倍の電力性能比向上を実現。電気代や空調コストなどのランニングコストを低減します。

(5) 充実した運用支援機能予実算管理、ノードの稼働時保守などの機能で運用を容易にします。

■ 製品情報のウェブページhttp://www.hitachi.co.jp/Prod/comp/hpc/SR_series/index.html

2008/4/102008/4/10製品発表！製品発表！

POWER6 プロセッサ

2-1

4


SR16000シリーズの実装構造（外観）

2. ノード1. 筐体

2-2


LINPACK HPCLINPACK HPC：：SR11000 K2SR11000 K2ﾓﾃﾞﾙとのノード性能比較ﾓﾃﾞﾙとのノード性能比較

2-3

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

SR16K/L2POWER6

(4.7GHz,32way)

SR11K/K2POWER5+

(2.3GHz,16way)

SR11K/K1POWER5+

(2.1GHz,16way)

SR11K/H1POWER4+

(1.7GHz,16way)

性能

値(G

FL

OP

S)

従来比３従来比３..５倍の実効性能達成５倍の実効性能達成

3. 5倍大幅なノード実効性能UP!

5


ＰＣクラスタ向けサーバHA8000-tc/RS425

3


12004 2005 2006 2007 2008

ピー

ク性

能[T

Flop

s]

出荷年

★

筑波大学殿筑波大学殿PACSPACS--CSCS

QCD, 素粒子物理東京大学東京大学

情報基盤センター殿情報基盤センター殿

10

100

5.4Tflops

14.34Tflops★

★ 140Tflops分子科学研究所殿分子科学研究所殿

ナノサイエンス

HA8000/110W クラスタ(449 ノード )

Xeon(R) ベース専用クラスタ(2,560 ノード)

HA8000-tc/RS425 クラスタ(952 ノード )

大規模PCクラスタ導入事例3-1

6


3-2 HA8000-tc/RS425 仕様

● Latest Quad Core Processor● Large-Capacity Memory● High-Speed Network● High-Density Package

HA8000-tc/RS425Processor (Frequency) QuadCore AMD Opteron processor 8356(2.3GHz)/8347(1.9GHz)Number of processors （cores） min 2（8）/max 4（16）

Cache memory 2nd level：512KBx4、3rd level：2MBHyperTransport frequency 1,000MHzMain memory ECC DDR2 667Registered DIMM Chipkill

max/min 4GB/128GBnumber of slot 32

Disk Capacity HDD type 250ＧＢ［ＳＡＴＡＩＩ/300］

（Internal） RAID level RAID1　　250ＧＢ（250ＧＢx2）～250GBx2(250GBx4)PCI slot PCI-Express<x8>: 3slot(Low profile)、PCI-Express<x8>: 1slot,

or PCI-Express<x8>: 3slot(Low profile)、64bit/133MHz: 1slotNetwork Interface 1000BASE-T/100BASE-TX/10BASE-Tx2


3-3 HA8000HA8000--tc/RS425tc/RS425のの構成

Quad-CoreOpteron#3

(Barcelona)

Quad-CoreOpteron#2

(Barcelona)

Quad-CoreOpteron#0

(Barcelona)

Quad-CoreOpteron#1

(Barcelona)

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

Max

4x HDD

RJ45

RJ45 2-ports

42 GB/s 25 GB/s

16 GB/s(4 x PCIe)

SouthBridge#0

South

Bridge#1

PCI-Express

PCI-Express

PCI-Express

PCI-Express

RAIDController

BMC

Gb-E

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

SMPSMP並列、並列、MPIMPI並列並列

HWHWによるによるRAID1RAID1サポートサポート

NW Adapter Card 1NW Adapter Card 1～～44枚枚NWNWトランキングをサポートトランキングをサポート

ﾊﾞｽｸﾛｯｸ：1GHｚ

RJ45

Quad-CoreOpteron#3

(Barcelona)

Quad-CoreOpteron#2

(Barcelona)

Quad-CoreOpteron#0

(Barcelona)

Quad-CoreOpteron#1

(Barcelona)

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

Max

4x HDD

RJ45

RJ45 2-ports

42 GB/s 25 GB/s

16 GB/s(4 x PCIe)

SouthBridge#0

South

Bridge#1

PCI-Express

PCI-Express

PCI-Express

PCI-Express

RAIDController

BMC

Gb-E

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

4 x D

IMM

SMPSMP並列、並列、MPIMPI並列並列

HWHWによるによるRAID1RAID1サポートサポート

NW Adapter Card 1NW Adapter Card 1～～44枚枚NWNWトランキングをサポートトランキングをサポート

ﾊﾞｽｸﾛｯｸ：1GHｚ

RJ45

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3-4 HA8000-tc/RS425の概観

3.5” HDD ｘ max.4

PSUｘ2

D：810mm

H：86mm

W：430mm

Network Adapter

Opteron

DIMM


日立ソフトウェアスタック

・自動並列化コンパイラ・数値計算ライブラリ

・分散並列ファイルシステム

4

8


SR16000との共通ソフトウェアスタック

HSFS Client※HSFS※統合ﾌｧｲﾙｼｽﾃﾑ

最適化Fortran※最適化FORTRAN77/90※ｺﾝﾊﾟｲﾗ

最適化C/C++※最適化C，最適化標準C++※

MSL2,MATRIX/MPP,MATRIX/MPP/SSS※

MSL2,MATRIX/MPP,MATRIX/MPP/SSS※

ﾗｲﾌﾞﾗﾘ

ﾉｰﾄﾞ間通信

ｼﾞｮﾌﾞ管理

ｸﾗｽﾀ管理

OSﾊｰﾄﾞｳｪｱ管理

機能

MyrinetMPIParallel Environment（MPI）PBSpro(他社製品)LoadLeveler for AIX5L-CSM for AIX5LRed Hat 5U1AIX 5LJP1/SCによるﾊｰﾄﾞ監視と電源管理※

次世代PCｸﾗｽﾀ，Linux (※:日立独自)SR11000，AIX機能 (※:日立独自)

日立既存製品、SR16000、HA8000利用者プログラムのソース互換性確保

日立既存製品との同一使用性の確保

4-1


日立自動並列化コンパイラ4-2

姫野ベンチ（Ext.Large）

1.01.6

3.2

6.2

1.0

1.9

3.7

6.1

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

1 2 4 8

実行スレッド数

加速

率（倍

）

SR11000/K2

HA8000-tc

最適化Fortranコンパイラの自動並列化機能により、

姫野ベンチでSR11000と同等の加速率を達成。

9


http://www.top500.org/4-3 TOP500状況

東京大学情報基盤センター殿システム

Linpack測定値；82.98Tflops

理論ピーク；113Tflops = (512+256) x 147.2

効率；73.4%


日立ストレージ製品

５

10


概要：

・１９６７年の磁気ディスク装置出荷より４０年の実績

・国内：外付け型ディスクアレイ出荷金額で

１２年連続トップシェア（２７％）＊１

・グローバル：エンタープライズ用途ディスクアレイで

トップシェア（２８％）

今後：

・業務効率化に向けたサーバ環境の仮想化、インフラ

統合の進展に対応し、仮想化統合、一元管理、

省電力化を推進

日立ストレージ製品の概要と今後

*1 出典：IDC-Japan 2008年5月｢国内ディスクストレージシステム市場2007年の分析と2008年～2012年の予測

（J8120105）

5-1


性能、機能

ファイルストレージ

Hitachi Universal Storage Platform V

Hitachi Adaptable Modular Storage

Hitachi Universal Storage Platform VM

Hitachi SimpleModular Storage

ローエンドディスクアレイ

Hitachi Content Archive Platform

エンタープライズディスクアレイ

ミッドレンジディスクアレイ

拡張性

Hitachi Essential NAS Platform

AMS1000

AMS500

AMS200 AMS2100AMS2100

AMS2300AMS2300

AMS2500AMS2500

NEWNEW

NEW

コンテンツアーカイブストレージネットワークファイルストレージ

ストレージ製品ラインナップ5-2

11


ストレージ連携による省電力化

100(%)

50

75

25

I/O実行

HDDスピンダウ

ン

筐体電源OFF

40%減

75%減

増設筐体単位の電源制御により､HDDｽﾋﾟﾝﾀﾞｳﾝを上回る省電力を実現

消費電力効果AMS2500筐体単位省電力機能

今後、より大規模構成化が進むと、全ディスクへの同時アクセス頻度は減少する。

⇒当然、使ってない部分の電源は停止したい。

・ジョブスケジューラやファイルシステムからストレージの電源制御を行なうことで省電力化を実現する。

・筐体単位で電源を制御すると最大７５％の省電力実現。

5-3


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