Nel 2006, la National Nuclear Security Administration del Dipartimento statunitense dell’Energia scelse il Los Alamos National Laboratory come sede per sviluppare un nuovo modello di supercalcolatore, chiamato Roadrunner, e ne ha affidato ad IBM la progettazione e la realizzazione. Ed ora Roadrunner ha raggiunto un risultato mai raggiunto prima: mille trilioni di calcoli al secondo.

Roadrunner, che prende il nome dall’uccello simbolo dello stato del New Mexico, è un progetto costato circa 100 milioni di dollari ed è stato sviluppato in tre fasi. E’ il primo supercomputer “ibrido” del mondo che supera un petaflop (mille trilioni di calcoli al secondo). Si tratta di una velocità quasi doppia rispetto al sistema IBM Blue Gene del Lawrence Livermore National Lab, che è il più potente del mondo ed è quasi tre volte più veloce dei principali concorrenti nella classifica TOP 500 dei supercomputer mondiali.

Roadrunner sarà utilizzato principalmente per assicurare la sicurezza e l’affidabilità dell’arsenale di armi nucleari della nazione. Sarà impiegato anche per attività di ricerca nel campo dell’astronomia, dell’energia, della scienza del genoma umano e dei cambiamenti climatici.

In una concezione unica nel suo genere, il Cell Broadband Engine, progettato originariamente per le piattaforme dei videogiochi quali Sony Playstation 3, lavorerà insieme a processori x86 di AMD. Roadrunner impiega 6.948 chip AMD Opteron dual-core (su server blade IBM Modello LS21), interconnessi fra loro ed a 12.960 processori Cell (su server blade IBM Modello QS22). Il sistema Roadrunner, dotato di 80 terabyte di memoria, è alloggiato in 288 rack IBM BladeCenter, ciascuno delle dimensioni di un frigorifero industriale, occupando quindi una superficie di circa 577 metri quadri. I suoi 10.000 collegamenti, sia Infiniband che Gigabit Ethernet, richiedono oltre 91 chilometri di cavi in fibra ottica. Roadrunner pesa più di 226.000 chili. Tra le aziende che hanno contribuito con le loro tecnologie vi sono: Emcore, Flextronics, Mellanox e Voltaire.

Per Roadrunner sono stati combinati due server blade IBM QS22 e un server blade IBM LS21 in una speciale configurazione “tri-blade”. La macchina è composta in totale da 3.456 tri-blade, costruiti nello stabilimento IBM di Rochester, Minnesota. Le funzioni standard del sistema operativo, come ad esempio l’I/O su filesystem, sono gestite dai processori Opteron. Le operazioni di calcolo intensivo sono invece elaborate dai processori Cell. Ogni unità tri-blade è in grado di elaborare, in un secondo, oltre 400 miliardi di operazioni in virgola mobile (400 GigaFlops).

Roadrunner è basato interamente sul sistema operativo di Red Hat Linux ed utilizza unicamente software opensource. Rispetto ad architetture di supercomputer più tradizionali, quella ibrida di Roadrunner garantisce consumi ridotti (3,9 megawatt) e fornisce un’efficienza da record: 376 milioni di operazioni in virgola mobile per ciascun watt consumato. IBM proporrà Roadrunner tra i sistemi a maggiore efficienza energetica per la prossima classifica “Green 500” che sarà pubblicata nel mese di giugno. IBM sta anche sviluppando un nuovo ambiente software per semplificare lo sviluppo di applicazioni commerciali e di calcolo da eseguire su architetture ibride, basate su processori Cell. Con partner aziendali e accademici, IBM sta sviluppando un ecosistema open source che porterà l’utilizzo del supercomputing ibrido nell’area dei servizi finanziari, dello sfruttamento energetico e della diagnostica medica per immagini.

Il traguardo del petaflop
Roadrunner lavora a velocità superiori a un petaflop - mille trilioni di calcoli al secondo - ovvero un milione di miliardi di calcoli al secondo, ovvero un quadrilione di calcoli al secondo. �? equivalente, circa, alla potenza di calcolo combinata di 100.000 dei più veloci computer laptop di oggi. Occorrerebbe una pila di laptop alta quasi 2,5 chilometri per eguagliare le prestazioni di Roadrunner. All’intera popolazione presente sulla terra, circa sei miliardi - supponendo che ciascuno di noi azioni un computer portatile alla velocità di un secondo per calcolo, occorrerebbero più di 46 anni per fare ciò che Roadrunner è in grado di fare in un giorno.

Negli ultimi 10 anni, la potenza dei supercomputer è aumentata di circa 1.000 volte. Oggi, appena tre delle 3.456 unità tri-blade di Roadrunner hanno la stessa potenza del computer più veloce del 1998. Un calcolo di fisica complesso, che Roadrunner impiega una settimana a completare, avrebbe richiesto 20 anni a un sistema del 1998.

di Vincenzo Ciaglia - TuxJournal.net