HPC, Ciências e o Cotidiano
Bruno Pacheco da Silva
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LPD
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Cluster de Alta Performance - Instituto de Exatas/UNB
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e suas Características
Titan Supercomputer – 2º Lugar Top500
Equipamentos de HPC
e suas Características
Titan Supercomputer – 2º Lugar Top500
Quem utiliza HPC?
Centros de Pesquisa;
Universidades;
Mercado Financeiro;
Entretenimento;
Quem utiliza HPC?
Quem utiliza HPC?
Quem utiliza HPC?
Cenário no Brasil
90% Áreas de Educação e Pesquisa
Cenário no Brasil
E os outros 10%?
Indústria
Mercado Financeiro
Comércio
Cenário no Brasil
E os outros 10%?
Cenário na UFRN
Centro de Computação Ciêntífica da UFRN
2176 núcleos
68 nós
2x sixteen-core 2.3 Ghz Haswell Intel Xeon
128...
Cenário na UFRN
Laboratório de Processamento de Dados – LPD
1024 núcleos
128 x eight-core E7 8837 2.3 Ghz Intel Xeon
2 TB ...
Agradecimentos
Equipe do LPD
Juliano Barreto - IIF/UFRN
Rodrigo Lopes - IIF/UFRN
Cyro Lucas - IIF/UFRN
Prof Samuel Xavier ...
Perguntas?
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Seja para desvendar os segredos do universo, simular o comportamento de uma engrenagem de um carro, alterar a viscosidade do seu shampoo favorito
ou melhorar o abastecimento de biscoito no supermecado do seu bairro, os equipamentos de processamento de alto desempenho estão presentes no nosso dia-a-dia, mostrando que não precisa ser um cientista de foguetes para consumir os resultados oferecidos por esses equipamentos.

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  1. 1. HPC, Ciências e o Cotidiano Bruno Pacheco da Silva Gerente de TI Laboratório de Processamento de Dados- LPD Instituto Internacional de Física-IIF/UFRN
  2. 2. Cluster de Alta Performance - CIFMC/UNB Cluster de Alta Performance - Instituto de Exatas/UNB Cluster Beowulf - DFTE/UFRN Sistema de Memória Global Compartilhada – IIF/UFRN Experiência com HPC
  3. 3. • O que é HPC? • Equipamentos e Características • Quem Utiliza? • Cenário no Brasil • Cenário na UFRN • Agradecimentos • Perguntas? Roteiro
  4. 4. High Performance Computing É a prática de agragar poder computacional afim de proporcionar desempenho para resolver grandes problemas da ciência, engenharia, ou de negócios. O que é HPC?
  5. 5. Hardware; Processamento; Utilização Complexa; Infraestrutura e Instalação; Custos; Equipamentos de HPC e suas Características
  6. 6. Hardware; Symmetric Multiprocessing (SMP) Massively Parallel Processor (MPP) Cluster Grid Equipamentos de HPC e suas Características
  7. 7. Equipamentos de HPC e suas Características Hardware; Symmetric Multiprocessing (SMP) Memória Compartilhada Sistema de Imagem Única Barramento Compartilhado Não Necessita de MPI
  8. 8. Equipamentos de HPC e suas Características Hardware; Symmetric Multiprocessing (SMP) Memória Compartilhada Sistema de Imagem Única Barramento Compartilhado Não Necessita de MPI
  9. 9. Equipamentos de HPC e suas Características Hardware; Massively Parallel Processor (MPP) Memória não Compartilhada Utiliza Microkernel Rede de Alta Velocidade Necessita de MPI
  10. 10. Equipamentos de HPC e suas Características Hardware; Massively Parallel Processor (MPP) Memória não Compartilhada Utiliza Microkernel Rede de Alta Velocidade Necessita de MPI
  11. 11. Equipamentos de HPC e suas Características Hardware; Massively Parallel Processor (MPP)
  12. 12. Equipamentos de HPC e suas Características Hardware; Cluster Memória Distribuída Vários Sistemas Operacionais Rede de Alta Velocidade Necessita de MPI
  13. 13. Equipamentos de HPC e suas Características Hardware; Cluster
  14. 14. Equipamentos de HPC e suas Características Hardware; Grid Geograficamente Distribuído Controle Descentralizado Necessita de Middleware Hardware Heterogênio
  15. 15. Equipamentos de HPC e suas Características Processamento; Flops Processamento Serial Processamento Paralelo
  16. 16. Equipamentos de HPC e suas Características Capacidade de Processamento; Flops Floating Point Operations per Second Unidade de medida para mensurar capacidade de processamento de um computador
  17. 17. Equipamentos de HPC e suas Características Capacidade de Processamento; Processamento Serial Executa as tarefas de forma sequencial Uma tarefa por vez
  18. 18. e suas Características
  19. 19. Equipamentos de HPC e suas Características Capacidade de Processamento; Processamento Paralelo Executa as tarefas de forma paralela Várias tarefas por vez
  20. 20. Equipamentos de HPC e suas Características Utilização Complexa; Adequação de código MPI (Message Passing Interface) Utilizado em Cluster e Sistemas MPP OpenMP (Open Multi-Processing) Utilizado em Sistemas SMP
  21. 21. Equipamentos de HPC e suas Características Utilização Complexa; #include <stdio.h> int main (int argc, char** argv) { printf(“Hello World!n”); return (0); }
  22. 22. Equipamentos de HPC e suas Características #include <stdio.h> #include <mpi.h> int main (argc, argv) int argc; char *argv[]; { int rank, size; MPI_Init (&argc, &argv); /* starts MPI */ MPI_Comm_rank (MPI_COMM_WORLD, &rank); /* get current process id */ MPI_Comm_size (MPI_COMM_WORLD, &size); /* get number of processes */ printf( "Hello world from process %d of %dn", rank, size ); MPI_Finalize(); return 0; }
  23. 23. Equipamentos de HPC e suas Características #include <omp.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main (int argc, char *argv[ ]) { int nthreads, tid; /* Fork a team of threads giving them their own copies of variables */ #pragma omp parallel private(nthreads, tid) { /* Obtain thread number */ tid = omp_get_thread_num(); printf("Hello World from thread = %dn", tid); /* Only master thread does this */ if (tid == 0) { nthreads = omp_get_num_threads(); printf("Number of threads = %dn", nthreads); } }/* All threads join master thread and disband */ }
  24. 24. Equipamentos de HPC e suas Características Infraestrutura e Instalação; Tamanho; Instalações Elétricas; Refrigeração; Segurança;
  25. 25. Equipamentos de HPC e suas Características Infraestrutura e Instalação; Tamanho; Ocupa Grandes Áreas 404m2 (Titan Supercomputer – 2º Lugar Top500)
  26. 26. Equipamentos de HPC e suas Características Infraestrutura e Instalação; Instalações Elétricas; Grande Consumo de Energia 8.2 MW (Titan Supercomputer – 2º Lugar Top500)
  27. 27. Equipamentos de HPC e suas Características Infraestrutura e Instalação; Refrigeração; Chilling Water 23.2 MW (Titan Supercomputer – 2º Lugar Top500)
  28. 28. Equipamentos de HPC e suas Características Infraestrutura e Instalação; Segurança; Acesso Físico Acesso Lógico
  29. 29. Equipamentos de HPC e suas Características Custo; Titan Supercomputer – 2º Lugar Top500 27 PentaFlops $97.000.000,00
  30. 30. Equipamentos de HPC e suas Características Titan Supercomputer – 2º Lugar Top500
  31. 31. Equipamentos de HPC e suas Características Titan Supercomputer – 2º Lugar Top500
  32. 32. Quem utiliza HPC? Centros de Pesquisa; Universidades; Mercado Financeiro; Entretenimento;
  33. 33. Quem utiliza HPC?
  34. 34. Quem utiliza HPC?
  35. 35. Quem utiliza HPC?
  36. 36. Cenário no Brasil 90% Áreas de Educação e Pesquisa
  37. 37. Cenário no Brasil E os outros 10%? Indústria Mercado Financeiro Comércio
  38. 38. Cenário no Brasil E os outros 10%?
  39. 39. Cenário na UFRN Centro de Computação Ciêntífica da UFRN 2176 núcleos 68 nós 2x sixteen-core 2.3 Ghz Haswell Intel Xeon 128 GB RAM 120 GB SSD para scratch local 2 FDR Infinitband Interconnect 4 Xeon Phi's 60 TB Sistema de Arquivo Paralelo-LUSTRE
  40. 40. Cenário na UFRN Laboratório de Processamento de Dados – LPD 1024 núcleos 128 x eight-core E7 8837 2.3 Ghz Intel Xeon 2 TB RAM Nvidia Tesla S2050 com 4 GPUs 16 TB Sistema de Arquivo XFS
  41. 41. Agradecimentos Equipe do LPD Juliano Barreto - IIF/UFRN Rodrigo Lopes - IIF/UFRN Cyro Lucas - IIF/UFRN Prof Samuel Xavier de Souza - DCA/UFRN Denis Anjos - VersatusHPC
  42. 42. Perguntas?

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