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La reducción de costos y la mayor facilidad de gestión impulsan la adopción de clusters HPC públicos
¿Nunca ha considerado seriamente una solución HPC para su entorno? Bjorn Andersson, director de HPC de Sun, nos explica que si una organización necesita mayor rendimiento, el HPC puede ser una opción viable.
El HPC ya no se limita al terreno de la física nuclear, la cosmología y la investigación medioambiental, entre otros ámbitos científicos y académicos. Ahora ofrece a todo tipo de sectores las ventajas de operar en tiempo real y de hacer cálculos complejos, cada vez más importantes para los resultados de la empresa, comentó Andersson en una reciente entrevista.
"El HPC se percibe como un arma competitiva que permite a las organizaciones lanzar productos al mercado con mayor rapidez y precisión y adoptar decisiones más acertadas en menos tiempo", declaró.
Las razones del crecimiento del HPC
La reducción de costos, la mayor facilidad de gestión y la variedad de opciones de hardware y software HPC son factores esenciales para la mayor aceptación del HPC. Por ejemplo, a mediados de la década de los 90, una supercomputadora SMP, MPP o de un solo procesador podía costar 20 millones de dólares y necesitar un ejército de administradores especializados.
En la actualidad, los clusters de bajo costo, los servidores públicos y los módulos blade dominan el mercado del HPC. El bajo costo de entrada ayuda a impulsar el crecimiento del mercado del HPC, que superó la previsión inicial de IDC del 20% anual, alcanzando la cifra de 12.000 millones de dólares en 2008 sólo en el segmento de los servidores, con un ritmo cuatro veces superior al del mercado general de las TI.
Con el software de gestión de clusters, las organizaciones disponen de un medio para administrar instalaciones HPC que abarcan desde un puñado hasta cientos o miles de nodos desde una sola consola, según Andersson. De esta forma, se reduce la carga administrativa y la organización puede concentrarse en sus retos clave, cuantificados en teraflops, o billones de operaciones de coma flotante por segundo.
"Sun se esfuerza por conseguir que el HPC sea asequible y fácil de usar para todo tipo de organizaciones, sin renunciar al rendimiento siempre superior que exigen los usuarios tradicionales de la HPC", declaró Andersson.
Cómo empezar con la HPC
¿El HPC es una opción viable para su organización? Sun pone a su alcance diversos medios sencillos para probar y evaluar los beneficios del HPC, así como una plataforma completa de servidores, blades, sistemas de almacenamiento y software que proporcionan gran capacidad de elección y flexibilidad en cada etapa del camino.
Sun HPC Solution Centers:
Situados en Oregón y Escocia —y accesibles desde pequeños centros repartidos por todo el mundo— estos clusters x64 de varios teraflops permiten a los clientes poner a prueba el HPC para resolver las necesidades de su empresa.
Clusters HPC Sun Customer Ready:
Este programa le permite configurar sistemas online y adquirir clusters HPC integrados en fábrica y listos para funcionar, con sus blades o servidores, opciones de conectividad, sistema operativo y software de grid. Sun HPC Quick Start Services ofrece experiencia en diseño e implementación de sistemas HPC.
Elegir la plataforma y los procesadores adecuados
Una cuestión importante consiste en decidir si se utilizan servidores de rack o módulos blade para crear un cluster HPC. Por lo general, los blades son más fáciles de implementar y gestionar, ya que preintegran la conectividad y utilizan fuentes de alimentación simplificadas que permiten acelerar el despliegue y facilitan el mantenimiento, opinó Andersson. Los servidores cobran sentido en instalaciones básicas o prototipos, ya que evitan el costo inicial ligeramente superior del chasis de los blades, aunque la gestión de varios nodos de hardware puede conllevar complejidad y costos ocultos.
"El precio de utilizar blades es ligeramente superior debido al chasis, pero una vez superado, este modelo es mucho más eficiente y fácil de gestionar. Además protegerá su inversión a otro nivel", declaró Andersson. "Por ejemplo, si decide actualizar sus CPU a los dos años, será más fácil hacerlo con blades, y sus fuentes de alimentación, elementos de conectividad y demás elementos permanecerán invariables."
Otra cuestión importante es el tipo de procesador. Sun ofrece a sus clientes toda una variedad de los últimos chips Intel Xeon y AMD Opteron en su línea de servidores x64 y módulos blade. Por ejemplo, en junio se introdujeron los procesadores Intel Xeon de cuatro núcleos en el nuevo módulo Sun Blade X6450, con una capacidad de 7,37 teraflops en un solo rack, señaló Andersson.
Opciones para aplicaciones HPC con multithreading
La CPU UltraSPARC T2 de Sun con tecnología Chip Multithreading también es una buena opción para las organizaciones que utilizan aplicaciones HPC con multithreading y que necesitan un mayor rendimiento con la tecnología CMT. A diferencia del procesador UltraSPARC T1 de primera generación, diseñado para ofrecer un alto rendimiento en la Web, el UltraSPARC T2 introdujo el soporte de coma flotante que requiere el HPC. Además, es posible combinar los blades que utilizan distintas CPU (incluidas las CMT) en un mismo cluster, y Sun Grid Engine puede desplegar automáticamente las aplicaciones allí donde mejor se ejecuten.
"Para ciertos tipos de aplicaciones, la tecnología UltraSPARC T2 'Niagara' funciona muy bien", apuntó Andersson. "Percibimos un gran interés por la tecnología UltraSPARC T2 porque es idónea para aplicaciones que escalan bien con sistemas de varios núcleos y multithreading."
Por ejemplo, el High Performance Computing Virtual Laboratory (HPCVL) de Canadá implementó este año un cluster HPC de 78 nodos basado en servidores Sun SPARC Enterprise T5140 con procesadores UltraSPARC II.
"La tecnología CMT del servidor Sun SPARC Enterprise T5140 nos permitió ayudar a parte de nuestros más de 600 investigadores a utilizar las nuevas tecnologías de multithreading y varios núcleos y prepararse para escalar rápidamente y atender la carga de trabajo masiva de los servidores", declaró el Dr. Ken Edgecombe, Director ejecutivo del HPCVL. "Comprobamos que nuestra escalabilidad es superior a la esperada a medida que crece la demanda de aplicaciones."
"Sun se esfuerza por conseguir que el HPC sea asequible y fácil de usar para todo tipo de organizaciones, sin renunciar al rendimiento siempre superior que exigen los usuarios tradicionales de la HPC."
Demanda creciente de almacenamiento HPC
A medida que crecen los clusters HPC, también lo hace la necesidad de almacenamiento HPC. "Si examina las cifras de IDC, la demanda de almacenamiento HPC crece aún más rápido que la demanda de ordenadores, y ésta lo hace con una curva de dos dígitos", declaró Andersson.
En el Texas Advanced Computing Center (TACC), 72 híbridos de servidor/almacenamiento Sun Fire X4500 se combinan para obtener una capacidad de almacenamiento bruto de 1,7 petabytes, con una solución de retención y archivado a largo plazo escalable hasta 3,1 petabytes. Este sistema constituye la infraestructura de almacenamiento de la supercomputadora "Ranger" del TACC, basado en casi 4000 módulos Sun Blade con más de 500 teraflops de potencia de cálculo máxima. Este sistema ocupa el cuarto puesto en la lista de las 500 mayores supercomputadoras.
El sistema de archivos Lustre, adquirido por Sun en septiembre de 2007, también ocupa un lugar destacado en el mundo del almacenamiento HPC. Como indicó Andersson, seis de los 10 principales centros de las 500 mayores supercomputadoras utilizan Lustre. El software paralelo de código abierto Lustre permite agregar decenas de miles de nodos de cluster y de petabytes de almacenamiento en un solo sistema orientado a objetos. Es capaz de conseguir un índice de E/S de ancho de banda bruto superior al 90%.
"Con Lustre, puede tener un solo sistema de archivos con un espacio de nombres unificado a través de varios servidores y sistemas de almacenamiento, lo que simplifica la gestión desde el punto de vista de los usuarios y las aplicaciones", señaló Andersson. "Y al ser un sistema paralelo, Lustre permite obtener un ancho de banda y un rendimiento muy superiores." Uno de los usuarios de Lustre es Chevron, que lo utiliza para hacer frente al crecimiento exponencial de los datos procedentes de las exploraciones petrolíferas.
Los planes de Sun en materia de HPC
Con el mayor interés que suscita la HPC, Sun se prepara para ofrecer avances adicionales en su conjunto de soluciones HPC en la vigésima conferencia anual SuperComputing 2008 (SC08), que se celebrará del 15 al 21 de noviembre en Austin, Texas. Según Andersson, Sun sigue concentrando sus esfuerzos en la facilidad de uso y gestión para la mayoría de los usuarios, sin renunciar a ampliar los límites de la petaescala de la informática HPC.
"Todo consiste en resolver los problemas de la empresa transformando la HPC en una ventaja competitiva", apuntó Andersson. "Para lograrlo, los clientes necesitan soluciones HPC con un costo de entrada reducido y una rentabilidad rápida. Por eso nos centramos en soluciones HPC flexibles y fáciles de gestionar que puedan crecer desde un pequeño cluster en un solo rack hasta algunos de las mayores supercomputadoras del mundo."
DESARROLLO Y ENFOQUE DEL HPC EN SUN
La facilidad de gestión, el rendimiento y la flexibilidad que definen el enfoque de Sun del HPC se reflejaron en las mejoras de la oferta HPC de Sun anunciadas en junio en la International Supercomputing Conference de Dresden (Alemania), señaló Andersson. El enfoque de Sun se concentra en tres áreas clave:
1) Facilidad de gestión y desarrollo del HPC
La rentabilidad de la inversión de una iniciativa HPC puede disminuir si la instalación, la gestión y el desarrollo de aplicaciones consumen una cantidad desmesurada de recursos. La flexibilidad para interoperar con sistemas heterogéneos es importante para ampliar el alcance de la HPC.
La administración desde una misma consola de clusters de varios nodos, la gestión de cargas basada en políticas y el aprovisionamiento dinámico de cargas de trabajo pueden mejorar la eficiencia y reducir el costo y la complejidad. En lo que respecta al desarrollo, las herramientas optimizadas para HPC pueden ayudar a acelerar la creación y el despliegue de aplicaciones HPC. Para obtener más información:
2) Rendimiento HPC
En lo esencial, la HPC busca ofrecer un rendimiento siempre superior. Como señaló la revista eWeek, Sun Constellation System está ampliando los límites de petaflops con instalaciones tales como el cluster Ranger del TACC. Y el sistema de Sun ganó el premio Supercomputing Online Editor's Choice como producto del año 2007. Conozca las novedades:
3) Flexibilidad y capacidad del almacenamiento HPC
Hasta un pequeño cluster HPC necesita procesar cantidades ingentes de datos. Almacenar y archivar la información es esencial para la HPC, tanto desde el punto de vista técnico como comercial, pero el equilibrio entre acceso de alto rendimiento a los datos y economía de almacenamiento a largo plazo puede ser muy difícil.
El enfoque de Sun se centra en sistemas de almacenamiento HPC abiertos flexibles y de alta capacidad, adaptados en todo momento a las necesidades del cliente. Una solución ideal utiliza almacenamiento en disco de alto rendimiento para los datos a los que se accede con frecuencia, almacenamiento masivo para las necesidades de menor rendimiento, y almacenamiento de ahorro energético basado en cinta para el almacenamiento a largo plazo. Para obtener más información:
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