Chip 1996 April/CHIP 1996 aprilis (CD06).zip/CHIP_CD06.ISO/hypertxt.arj/9501/ELTESP2.CD

Text File | 1996-03-08 | 19KB | 325 lines

      @VIBM Scalable PowerParallel System 2@N

      @VRichi, a leggyorsabb...@N

          ...számítógép az országban,  és az ELTE  Elméleti Kémiai
      Laboratóriumában található. @Kdr. Szalay Péter@N egyetemi docens
      segítségével mutatjuk be olvasóinknak.
          @VSzalay:@N  Az  IBM   Scalable  PowerParallel  System   SP2
      elnevezésû nagygépnek nem a maximális kiépítését  vásároltuk
      meg, mivel a toronyban  négy fiók még üres,  vagyis jelenleg
      hét node képezi  a kiépítést. Ez  a nagygép RISC  processzor
      alapú gépekre épül,  amelyek kapcsolatát speciális  szoftver
      biztosítja. Az elsô fiókban egy 590-es gép található,  amely
      önmagában  is nagyon  gyors. A  felette levô  további  három
      fiókban  kettô  390-es,   illetve  négy  darab   370-es  gép
      következik. îgy jön ki a hét gépbôl álló felépítés, amelynek
      teljesítménye  az  1000x1000-es  Linpac-teszt  szerint   968
      MFLOPS. Ha ehhez  hozzáadjuk még külsô  gépeink kapacitását,
      akkor GFLOPS feletti eredményt kapunk. Az SP2-re ugyanis egy
      IBM RS6000 560-as és egy 580-as, valamint egy 320-as  modell
      is kapcsolódik.  Utóbbi arról  nevezetes, hogy  az elsô  IBM
      RISC gép volt az országban.
          A  nagygépet  X-Window  alatt  futó  szoftver,  az   SP2
      Parallel   System   Support   révén   kezeljük.   A  program
      kommunikációs ablakaiban található  meg minden információ  a
      gépek állapotáról, és a  hibaüzenetek is itt jelennek  meg a
      RISC  gépek  displayét  helyettesítô  mezôkben,  továbbá   a
      különbözô beállítások is (még a ventilátor  fordulatszámának
      módosítása  is) ezen  az úton  végezhetôk el.  Nem  tartozik
      külön  monitor  a  hét  node  mindegyikéhez,  hanem  ezzel a
      szoftverrel választjuk ki közülük azt, amelyikre be  akarunk
      jelentkezni. Globális utasítások is kiadhatók az összes node
      számára (pl. reboot, kikapcsolás, service stb.).
          A  Load  Leveler  elnevezésû  szoftver  viszont lehetôvé
      teszi a @Kjob@N-ok kiosztását -- a felhasználóknak nem szükséges
      külön bejelentkezniük és eldönteniük, hogy a hét node  közül
      pontosan  melyiken  kívánnak  dolgozni.  A  userek  ennek  a
      programnak   küldik  el   jobjaikat,  melyekre   vonatkozóan
      különféle  paramétereket  is megadhatnak  (a  feladatok több
      job-osztályba  sorolhatók,  annak  alapján,  hogy  mekkora a
      memóriaigényük,  mikor  kezdhetô  a  futtatásuk leghamarabb,
      milyen   operációs   rendszer   alatt,   kik   jogosultak  a
      hozzáféréshez  stb.),  az  pedig  a  node-ok  terheltségének
      függvényében eldönti,  hogy egy-egy  job hová  kerüljön, így
      biztosítva  az  egyenletes  kihasználtságot,  szervezve   az
      éjszakai  munkát. Mivel  nemcsak a  munkafeladatok, hanem  a
      node-ok  is  különböznek egymástól,  a  usernek lehet  olyan
      kikötése is, hogy jobja egy adott node-ra kerüljön. Ebben az
      esetben megtörténhet, hogy a szoftver a jobomat várakoztatni
      fogja, és  errôl egy  ablakban, az  érintett node  mezôjében
      megjelenô @Kbusy@N felirattal tájékoztat.
          @VCHIP:@N Hálózaton keresztül összesen hány gép  kapcsolódik
      az SP2-re?
          @VSzalay:@N Az SP2 dobozában az említett hét node található.
      Erre kapcsolódik még három gép: a 320-as Theo, ez a  @Kcontrol
      @Kworkstation@N,  az   580-as  Paracelsus,   amely  file-szerver
      funkciót  is  ellát,  illetve  a  grafikusan  ""kihegyezett"
      560-as Theodora. Az ELTE Kémiai Tanszékcsoportjának  otthont
      adó  épületben TCP/IP  hálózatot építettünk  ki, így  minden
      munkatárs a szobájából, a PC-jérôl is elérheti a  nagygépet.
      Emellett Windows for Workgroups is fut a hálózaton, amelynek
      egy pentiumos gép a szervere: ez elsôsorban az  oktatószobát
      szolgálja ki, ahol 16  PC található. Az épület  szintjén kb.
      150   gép   kapcsolódik    a   hálózatba,   ezek    többsége
      IBM-kompatibilis  PC,  de  akad  Macintosh  is.  Ezekrôl   a
      gépekrôl a  Paracelsuson keresztül  vezet az  út az SP2-höz,
      amely  közvetlenül nem  érhetô el.  Erre biztonsági  okokból
      volt szükség, hiszen  hálózatunk az ELTENethez  kapcsolódik,
      ami  pedig az  Internettel áll  összeköttetésben, vagyis  az
      egész világ felé nyitott.
          @VCHIP:@N  Az  SP2-rôl azt  olvastam,  hogy egész  Európában
      összesen  nem található  belôle több  két tucatnyinál.  Önök
      miként jutottak hozzá ehhez a párját ritkító nagygéphez?
          @VSzalay:@N  Az  ELTE  Kémiai  Tanszékcsoportja  a  FEFA-hoz
      (Felsôoktatási  Fejlesztési Alap)  nyújtotta be  pályázatát,
      amely részben költségvetési forrrásokból, részben világbanki
      hitelbôl    támogatja    az    egyetemek   infrastrukturális
      fejlesztését.  Ennek a  támogatás-konstrukciónak a  harmadik
      fordulójában nyertük el  egy NMR (a  molekulák szerkezetének
      meghatározására  szolgáló) készülék  és vele  együtt az  SP2
      vásárlásához szükséges összeget. Tehát teljes egészében  egy
      szerkezeti kémiai  beruházásról volt  szó. Pályázatunkról  a
      múlt  év  elején döntöttek,  és  az Ifabón  láttunk  hozzá a
      kínálat feltérképezéséhez. Június közepén írtuk ki a tendert
      a számítógép-forgalmazó  cégek számára,  melynek elnyerésére
      élénk verseny alakult ki,  ne nevezzük meg, mely  cégóriások
      hazai  képviselôi  között.  Végül  az  IBM  ajánlata mellett
      döntöttünk, mivel bebizonyosodott, hogy az általunk használt
      programokkal az  általuk javasolt  gép fut  a leggyorsabban.
      Már az  egész folyamat  legelején sok  segítséget kaptunk  a
      Mutex Kft.-tôl, amely IBM business partner, de miután SP2-re
      terelôdött  a  szó, az  IBM  Hungary Kft.-vel  vettük  fel a
      kapcsolatot,  azonban  a   Mutexszel  sem  szakadt   meg  az
      együttmûködésünk,   utólag   vásárolt   részegységeket,  pl.
      memóriabôvítést szállít nekünk. Július legvégén  döntöttünk,
      ezt  követte   a  FEFA   és  rajta   keresztül  a  Világbank
      jóváhagyása, mivel ilyen  támogatás esetében nagyon  szigorú
      követelményeknek kell megfelelnie  a nyertes pályázónak.  Az
      IBM-mel szeptember elején írtuk alá a szerzôdést, és október
      elsô  napjaiban  érkezett meg  a  gép. A  második  napon már
      mûködött is,  míg a  speciális igényeink  szerinti telepítés
      egészében tíz napot vett igénybe.
          @VCHIP:@N  Milyen számítások  végzéséhez szükségeltetik  egy
      ekkora kapacitású nagygép?
          @VSzalay:@N Az Elméleti Kémiai Laboratóriumban három csoport
      dolgozik. Egyikük  a tradicionálisnak  számító kvantumkémiai
      csoport, melynek vezetôje dr. Fogarasi Géza professzor,  aki
      egyben   a   tanszék   élén   is   áll.   Ez   a   molekulák
      elektronszerkezetének     meghatározásával      foglalkozik,
      mindennemû  kísérleti  módszer  alkalmazása  nélkül, pusztán
      nagy  pontosságú  számítások  végzése  révén,  így  próbálva
      meghatározni  a  molekulák  tulajdonságait.  Ezek  rendkívül
      drága   számítások,   elvégzésükre   csak   ilyen   hatalmas
      kapacitású  gépek  képesek.  Még  így  is  viszonylag  kicsi
      molekulák szerkezetét tudjuk  számolni, ugyanis a  molekulák
      méretének növekedésével a számítási igény a negyedik-hatodik
      hatvány szerint növekszik. Ezek a számítások spektroszkópiai
      pontosságúak,  és  a  kísérleti  szakemberek  számára óriási
      jelentôségûek,   akik   az   általuk   felvett    spektrumok
      kiértékelésénél használják ôket. Ilyen CPU- és  input-output
      igényes   számításokat  (nagy   mennyiségû  integrált   kell
      tárolni, és nagyon sok mûveletet végezni velük) csak  ekkora
      teljesítményû gépekre  lehet bízni.  Ezeket eddig  külföldön
      végeztettük el, most viszont az SP2-nek köszönhetôen ebben a
      tekintetben   is   versenyképesekké   váltunk   a    nyugati
      egyetemekkel, melyeknek a szakemberei a konferenciákon  néha
      még irigyelnek is bennünket. Ez az elméleti munka  szigorúan
      alapkutatás jellegû, ahhoz  a kísérleti munkához  hasonlóan,
      amelyet támogatunk vele. Ezért fontosak számunkra a  kutatás
      támogatására  létesített  alapok,  amelyek  remélhetôleg   a
      jövôben is  megmaradnak Magyarországon.  Az ipartól  ugyanis
      aligha  várhatnánk   ilyen  jellegû   támogatást,  noha   az
      alapkutatás közvetett módon ennek a szektornak is fontos.
          A  másik  a molekulamodellezô  csoport,  dr. Náray-Szabó
      Gábor professzor, az  MTA levelezô tagjának  vezetésével. ïk
      nagyobb  molekulákkal  foglalkoznak,  ebbôl  következôen nem
      olyan  szigorú  elméleti   követelmények  szerint,  mint   a
      kvantumkémia.  Viszont  ennek  köszönhetôen  már  olyan nagy
      méretû  molekulákat  is  vizsgálhatnak,  amelyek  az   ipar,
      különösen a gyógyszergyártás számára közvetlen jelentôséggel
      is  bírnak.  Ennek  megfelelôen  jól  kiépített kapcsolatban
      állnak  egymással.  Ez  a  csoport  rendelkezik  egy korábbi
      FEFA-pályázaton  nyert  pénzbôl  vásárolt röntgenkészülékkel
      is,  a  nagygép  a  vele  felvett  adatok  kiértékelését  is
      segíteni fogja különbözô elméleti modellek alapján.
          A  harmadik  csoport   folyadékszerkezet-meghatározással
      foglalkozik,  tehát  több molekula  együttes  szerkezetét, a
      molekulák  kölcsönhatását   kutatja.  Más   a  számítógéppel
      szembeni   elvárásuk  is:   esetükben  a   memória-  és   az
      input-output igény is kicsi, csupán a mûveletek száma  nagy.
      Ezért jobjaik nagyon jól megférnek a kvantumkémiai csoportéi
      mellett a gépen.
          Természetesen  az Elméleti  Kémiai Laboratórium  mellett
      más  is  hozzáfér  az  SP2-höz.  ùgy  tûnik,  hogy következô
      szinten,  a  Kémiai  Tanszékcsoporton  belül  a   legnagyobb
      felhasználó  a  Szerveskémiai  Tanszék  lesz,  amely szintén
      molekulaszerkezet-meghatározási igényekkel lép fel. ïk fôleg
      félempirikus  eljárásokat  használnak,  amelyek  valahová  a
      kvantumkémia   és   a   molekulamodellezés   módszerei  közé
      helyezhetôk.  Emellett  a  nagygépet  a  már  említett   NMR
      készülékkel  nyert  spektrumok  kiértékelésére  is használni
      fogjuk, a fennmaradó  gépidôt pedig a  szoftver segítségével
      további felhasználók számára  is hozzáférhetôvé tesszük.  Az
      SP2 ugyanis  az egész  egyetem rendelkezésére  fog állni.  A
      Természettudományi Karon található  egy hasonló, SP1-es  gép
      nyolc node-dal, amely az  ELTE, a Közgazdasági és  a Mûszaki
      Egyetem közös gépe, amelyhez hamarosan egy dedikált  optikai
      kábel köt majd bennünket,  és akkor a Load  Leveler szoftver
      révén használható  lesz számunkra  az ott  található nagyobb
      diszk-kapacitás,   illetve   a   szabad    CPU-kapacitásokat
      kölcsönös egymás rendelkezésre tudjuk bocsájtani.
          @VCHIP:@N  A felsorolt  kutatócsoportok milyen  szoftvereket
      használnak?
          @VSzalay:@N A kvantumkémiai csoport részben itt fejlesztett,
      részben más kutatócsoportok által írt programokkal dolgozik,
      amelyek mint alapkutatást támogató szoftverek, abban  térnek
      el az összes többitôl,  hogy a hordozó szalag  értékét fedô,
      jelképes áron hozzáférhetôk. Ilyenek az ACES-2 és a Columbus
      programcsomagok,  amelyek  fejlesztésében  külföldi   útjaim
      során   magam   is   részt   vettem,   azután   a   Texas-90
      programcsomag, melynek létrejötte annyiban kapcsolódik a  mi
      egyetemünkhöz,    hogy    a    világ    egyik    leghíresebb
      kvantumkémikusa,  az  Amerikában  élô  Pulay  Péter  ezen  a
      tanszéken kezdett,  itt fogott  bele ennek  a szoftvernek  a
      megírásába is; természetesen  nagyon jó kapcsolatot  tartunk
      fent  vele,   tanszékvezetônk  többször   felkeresi,  és   a
      programba az ô  munkája is beleépült.  Megvenni szándékozunk
      egy TurboMol nevû szoftvert és a legismertebbet, a  Gaussian
      programcsomagot. A  folyadékszerkezet megállapításához  igen
      egyszerû   programokat   használnak   munkatársaink,   Monte
      Carlo-szimulációkat készítenek. A molekulamodellezôk számára
      viszont kemény pénzekért  férhetôk hozzá a  programok, mivel
      ôk,  mint  említettem,  közvetlen  kapcsolatban  állnak   az
      iparral is.  Náray professzor  azonban a  Tripos nevû céggel
      kapcsolatban állva ezek egy részének fejlesztésében maga  is
      részt vesz, továbbá nagyon kedvezményesen jutottunk a Biosym
      programjaihoz is. Látványos grafikai megjelenítésre alkalmas
      programokról van szó, így ezek nem az SP2-n futnak, hanem az
      igényes háromdimenziós grafikára is képes IBM RISC 560-ason.
          @VCHIP:@N A fentiek során szót ejtett az oktatóteremrôl.  Az
      SP2 milyen formában jelenik  meg az oktatásban, a  hallgatók
      számára mennyiben hozzáférhetô?
          @VSzalay:@N Oktatótermünkben Microsoft Windows fut a gépeken
      --  ezek  rajta  vannak  az  épületben  található   Ethernet
      hálózaton, amit  egy pentiumos  gép szolgál  ki. A windowsos
      alkalmazás  lehetôvé teszi  a TCPIP  kapcsolat felvételét  a
      hálózaton  levô  bármelyik géppel,  így  elérhetô az  580-as
      front end gép is. A nagy grafikus alkalmazásokat nyilván nem
      lehet   messzire  vinni   a  hálózaton,   egyrészt  a   nagy
      adatmennyiség, másrészt a speciális grafikus kártyák  igénye
      miatt,  az  egyszerûbbek,  pl.  spektrumkirajzolások azonban
      továbbíthatók.  Laboratóriumunk   összes  RISC   gépén  Unix
      operációs rendszer fut,  melynek grafikus felülete  az X-11.
      Már  megrendeltünk   egy  X-11-es   emulációt  a   Microsoft
      Windowshoz.  Miután  ez   a  rendszer  feláll,   a  grafikus
      alkalmazások  Windows alól  is elérhetôk  lesznek, és  akkor
      ezek  a  RISC gépek  nemcsak  az alapvetô  számítástechnikai
      képzésben  vesznek  majd  részt,  hanem  más  kurzusokon is,
      különbözô dolgok szemléltetésére.
          CPU-igényes,  tehát  az  SP2-re  váró  jobok  esetében a
      hallgatókat  három  csoportba  sorolhatjuk.  Az alapkurzuson
      részt   vevôk   csak  igen   rövid   számításokat  végeznek,
      amelyekhez nincs szükség nagygépre, az 580-as is megfelel  a
      célnak. A szakdolgozatukat  írók, illetve a  doktoranduszok,
      viszont  ugyanazt a  munkát végzik,  mint a  kutatók,  tehát
      jogosultak az SP2 használatára is.
          @VCHIP:@N Miként kapta az SP2 a Richi nevet?
          @VSzalay:@N  Ennek   szomorú  története   van.  Egy   fiatal
      kollégánk, volt  rendszergazdánk, Hargitai  Richárd emlékére
      neveztük el a nagygépet Richinek, akivel közösen kezdtük  el
      ennek a  beruházásnak a  tervezését, de  aki 29  évesen, egy
      nappal    a    számítógép-forgalmazó    cégek   ajánlatainak
      beérkezését megelôzôen elhunyt.
          @VCHIP:@N Mennyibe került az SP2?
          @VSzalay:@N  A  nagygép  pontos ára,  az  IBM  kérésére, nem
      publikus. Az NMR spektrométer és az SP2 vásárlása együttesen
      mintegy  80  millió forintos  beruházást  jelent, ekkora  --
      kivételesen nagy -- támogatásban részesültünk.
          @VCHIP:@N  Milyen  kísérô  szolgáltatásokat  nyújt  az   SP2
      szállítója?
          @VSzalay:@N Egy év  garanciát kaptunk hardverre,  szoftverre
      egyaránt, ez idô alatt nagyobb támogatást kapunk az IBM-tôl.
      Nagyon meg vagyunk elégedve azzal a segítséggel, amit a  cég
      munkatársai a telepítés folyamán nyújtottak számunkra.
          @VCHIP:@N Foglalkoznak-e máris bôvítési tervekkel?
          @VSzalay:@N A memória elsô bôvítése jelenleg zajlik. @K(A cikk
      @Knovember derekán készült -- a szerk.)@N Ennek eredményeként az
      SP2-nek 640  Mbyte memória  és 14  Gbyte diszkkapacitás  áll
      majd rendelkezésére.

      @KKis Endre@N


      @VAz IBM Scalable POWERparallel Systems típuscsalád@N

          Az    IBM    csúcstechnológiát    képviselô     Scalable
      POWERparallel  2 (SP2)  modellje nagy  elôrelépést jelent  a
      költség-effektivitás és a nagyobb teljesítmény irányába.
          Napjaink tudományos és üzleti problémáinak  megoldásához
      többnyire nagy  teljesítményû és  rugalmas, nyílt  rendszerû
      Unix  szerverek  bevetése   szükséges.  Az  SP2   ezeknek  a
      követelményeknek  kiválóan   megfelel,  mivel   teljes  körû
      rendszerrel    szolgál    a    végfelhasználók    adat-   és
      számítás-intenzív alkalmazásaihoz.
          Az  SP2  egyik  sajátsága a  ""széles"  és  a ""keskeny"
      node-típus.   A  Wide   66  node-ban   66,7  MHz-es   POWER2
      processzor, 256 Kbyte adat- és 32 Kbyte utasítás-cache  van,
      továbbá 64 Mbyte-tól 2 Gbyte-ig terjedô memória. A beépített
      SCSI adapter 1-18 Gbyte helyi lemezterületet támogat, az I/O
      és hálózati  kapcsolatokhoz pedig  8 mikrocsatornás  slottal
      rendelkezik. A ""keskeny"  node-oknak két változata  készül,
      az egyik  IBM Power,  a másik  POWER2 architektúrát használ.
      Mindkettôhöz  64-512 Mbyte  helyi memória,  1-9 Gbyte  local
      diskes  integrált  SCSI  adapter  és  4  mikrocsatornás slot
      tartozik.   A   Thin   62-es   Power   architektúrájú   node
      mikroprocesszora 62,5 MHz-es, SCSI-2 adaptere 1--4 Gbyte-nyi
      helyi lemezt támogat. Thin 66-os POWER2 kiépítésû párja 66,7
      MHz-en  dolgozik,   adat-cache-e  64,   utasítás-cache-e  32
      Kbyte-os. ùj SCSI-Fast/Wide adaptere 1-9 Gbyte local  disket
      támogat.
          Az  SP2  lelke  a  processzor-node-ok  közötti  hálózati
      kapcsolatot  biztosító   High  Performance   Switch  és   az
      iparág-elsô   HPS-2   adapter.   A   HPS   legkevesebb  négy
      adatösvényt  biztosít   bármely  két   node  között.   A  40
      Mbyte/s-os sávszélesség és az alkalmazások közötti  kevesebb
      mint 40 mikroszekundumos késleltetési idô négyszer  rövidebb
      annál, amit a korábbi  technológia nyújtani tudott. A  HPS-2
      Adapter   pedig  még   ezt  a   teljesítményt,  valamint   a
      hibaészlelés és -kezelés hatékonyságát is tovább fokozza.
          Az  SP2  rendszer  valamennyi  node-ja  külsô   hálózati
      kommunikációra és  I/O kapcsolatokra  is nyitott.  Több száz
      hálózattípust   és   I/O   tárolóeszközt   támogat.   Adatok
      terrabyte-jaihoz biztosít hozzáférést több száz  gigabyte-os
      másodpercenkénti párhuzamos  adatátviteli sebesség  mellett.
      Mikrocsatorna-adapterei révén  a RISC  System/6000 közvetlen
      csatlakozású   tárolóeszközök   és   szalagmeghajtók  széles
      skáláját,    valamint    a    System/370    és    System/390
      szalag-alrendszereit is támogatja.
          Az  SP2  nagy,  16  node-ot  befogadó  rackjának fizikai
      paraméterei   nemkülönben   impozánsak:   szélessége  914,4,
      magassága 2006,6, mélysége 1117,6 mm, súlya pedig 499 és 635
      kg  között  mozog.  (A szekrénynek  8  node-os  változata is
      készül.) Az SP2 jól skálázható: legkisebb kiépítésében 2,  a
      legnagyobban 512 node-ot foglal magában -- utóbbi  alakjában
      az amerikai Cornell Theory Center egyetemen mûködik.

          @K(Az  SP2  tulajdonságait  Beer  György,  az  IBM Hungary
      @Krendszermérnökének közremûködésével ismertettük.)@N


  @<9501\d2htau.gif>■■@n  Spinsûrûség a futballabda alakú C60 molekula atomjain

  @<9501\dora.gif>■■@n  Katmodulin-tfp komplex modellje

  @<9501\frontpan.gif>■■@n  Node Front Panel Layout - az SP2 kezelôprogramjának egyik ablaka

  @<9501\ll.gif>■■@n  Load Leveler
      - a @Kjob@Nok kiosztásának és a node-ok terheltségének áttekintése

  @<9501\netmon1.gif>■■@n  Network Monitor - a TCP/IP...

  @<9501\netmon2.gif>■■@n  ... a nagygép...

  @<9501\netmon3.gif>■■@n  ...és a node-ok hálózati szintjének sematikus ábrázolása