Computação de Alto Desempenho

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1. Computação de Alto Desempenho Siecomp - 2015.2
2. Roteiro 1. Introdução 2. Paralelismo a. Paralelismo por Software b. Paralelismo por Hardware 3. Máquinas Multicore 4. GPUs 5. Clusters 6. TOP 500 7. LaCAD
3. Introdução • Computação de Alto desempenho está relacionado com a capacidade de resolver problemas de alta complexidade em tempo hábil. • Um computador é capaz de fazer a previsão do tempo em todo o mundo. ◦ Mas quando tempo vai demorar essa simulação? ◦ O resultado ainda vai ser útil?
4. Introdução • Renderização de Filmes de animação ◦ Toy Story ◦ 81 min ◦ 24 Frames por segundo ◦ 7 Horas para renderizar um frame ◦ 114.240 Frames no filme todo ◦ 600 bilhões de bytes (558.79Gb) ◦ 800.000 Horas de processamento (33333 dias ou 91 anos) • E então você tem seu próprio filme de animação… ◦ ou apenas a renderização dele.
6. Introdução • Como Aumentar o Desempenho ◦ Diminuir o tamanho dos componentes e aumentar a complexidade dos circuitos ▪ Mais circuitos menores fazendo mais coisas ▪ Circuitos complexos normalmente tem propositos especificos ◦ Aumentar a frequência do clock para acelerar a execução de instruções ▪ Mais instruções por segundo ▪ Aumento no consume de energia e dissipação de calor. Ganho desproporcional ◦ Melhorias na arquitetura ▪ Cache, replicação de unidades ▪ Requerem técnicas de otimização complicadas. Falhas em cache
7. Introdução • Processamento paralelo ◦ Concorrência (Software) ◦ Paralelismo (Hardware)
8. Paralelismo • Hardware ◦ Multicore ◦ Clusters ◦ GPUs • Software ◦ Threads ◦ Bibliotecas
9. Paralelismo por Software • Responsabilidade do Programador ◦ Conhecimentos profundos em ◦ Arquitetura: ▪ CPU, memória, E/S ◦ Redes: ▪ Topologia, latência, throughput e protocolos de comunicação. ◦ Algoritmos ▪ Eficiência, tolerância a falhas.
10. Paralelismo por Hardware • Multicore • GPUs • Cluster
11. Máquinas Multicore • Solução de Menor Custo • Pouca exigência para o programador
12. GPU’s • Placas gráficas • Evolução ◦ Fixed Function GPU ◦ Programmable GPU ◦ Arquitetura Unificada
13. GPU’s - Fixed Function GPUs • Arquitetura incapaz de aceitar programação • Realiza cálculos apenas de computação gráfica • Incapacidade de acesso ao Processador • Popularização das API’s
14. GPU’s - Programmable GPU • Arquitetura orientada a estrutura de dados de computação grafica • NVIDIA GeForce 3
15. GPU’s - Arquitetura Unificada • Paralelismo sem esforço, baixo custo • GeForce 8800
16. Clusters - O que são • Cacho, aglomerado • Trabalho em conjunto • Programação paralela • Alta escalabilidade Cluster Yemoja - SENAI CIMATEC - Salvador - #241
17. Clusters - Utilização • Conteúdo crítico • Serviços urgentes • Cálculos científicos • Renderização gráfica Cluster da Digital Domain - Titanic
18. Clusters - Principais tipos • Alta disponibilidade • Balanceamento de carga • Alto desempenho Cluster de alta disponibilidade
19. Top 500 • Lista com os 500 Supercomputadores mais rápidos em uso no Mundo ◦ Top 1 atual: ▪ Centro Nacional de Supercomputação em Guangzhou, China ▪ TIANHE-2 (MILKYWAY-2) - TH-IVB-FEP CLUSTER, INTEL XEON E5-2692 12C 2.200GHZ, TH EXPRESS-2, INTEL XEON PHI 31S1P ▪ 3,120,000 Cores ▪ 1,024,000 GB de memória, ▪ 17,808.00 kW de consumo de energia ▪ 33,862.7 TFlop/s médio ▪ 54,902.4 TFlop/s de pico
21. YEMOJA • Top 1 América latina 241 do mundo • Senai Cimatec Salvador ◦ CIMATEC YEMOJA - SGI ICE X, INTEL XEON E5-2690V2 10C 3GHZ, INFINIBAND FDR ◦ 17,200 Cores ◦ 132,000 GB de memória, ◦ 405.365 TFlop/s médio ◦ 412.8 TFlop/s de pico
22. O Laboratório de Computação de Alto Desempenho da UEFS - LaCAD • Labotec III - Sala i12 • Integrantes: Ângelo Duarte Cassio Santos Gledson Oliveira Lucas Santana Pedro Olympio Victor Oliveira
23. LaCAD - Infraestrutura
24. Referências Tecmundo. Nos bastidores das grandes produções e animações 3D. Disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/comercio-eletronico/4623-nos-bastidores-das-grandes-pr oducoes-e-animacoes-3d.htm>. Acesso em: 17 nov. 2015 Top 500. The list. Disponível em: <http://www.top500.org/lists/2015/11/>. Acesso em: 17 nov. 2015