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Informática de alto rendimiento elástica, escalable y eficiente con Ampere® Altra, Altra Max y SUSE
Publicada el 18/11/2022

Para aquellos de nosotros interesados ​​en alto rendimiento, alto rendimiento o AI/ML, esta es una semana especial. SC22 finalmente está aquí y su mensaje de HPC acelera resuena más que nunca.

Un mensaje clave de SC22 es "Aprovechando HPC, las mentes capacitadas emplean tecnologías innovadoras para responder a la llamada, impulsadas por datos, simulando posibilidades y desbloqueando nuevas soluciones". En este blog, me gustaría agregar otro componente: la rentabilidad medida en términos de eficiencia, escalabilidad, elasticidad y sostenibilidad general.

Este artículo de blog muestra cómo Ampere Computing con su familia de procesadores Altra® combinados con la pila de software SUSE puede producir un entorno moderno, de código abierto y compatible capaz de analizar los crecientes volúmenes de datos que necesita el entorno de alto rendimiento actual mientras lo hace en un manera elástica, escalable y eficiente.

Elasticidad, escalabilidad y eficiencia con Ampere® Altra®

La gente de Ampere Computing ha desarrollado Altra®: una familia de procesadores diseñados para las aplicaciones nativas de la nube actuales y futuras. Combina eficiencia energética y alto rendimiento. En un resumen titulado " Computación nativa en la nube: por qué los operadores de centros de datos deberían preocuparse por los procesadores de 128 núcleos", Ampere Computing presenta un caso convincente de eficiencia, escalabilidad y elasticidad que muestra tres características clave de los procesadores Altra® Max:

  • Ejecución de subproceso único: la disponibilidad de 128 núcleos permite un rendimiento uniforme a lo largo del tiempo en todo el procesador. Traducción: Uso eficiente de los recursos para todos los consumidores del procesador.
  • Número máximo de núcleos: 128 núcleos de energía y eficiencia de área para servidores en la nube y entornos nativos de la nube. Gran rendimiento por núcleo al tiempo que reduce el consumo de energía del sistema. Traducción: en .
  • Cachés privados de alta velocidad y baja latencia: hay grandes cachés privados para acelerar el rendimiento de la carga de trabajo individual de cada núcleo, evitando conflictos entre usuarios por los mismos recursos. Esto es clave para las cargas de trabajo nativas de la nube donde casi todos los procesos se ejecutan de forma privada en cada núcleo.

En resumen, Ampere Computing entregó un procesador creado para el futuro donde cada carga de trabajo o microservicio se ejecuta como un solo hilo en su propio núcleo. Según Ampere, " también es más eficiente desde el punto de vista energético ofrecer el máximo rendimiento a través del rendimiento equilibrado del sistema en muchos núcleos y muchos usuarios que permitir que ciertos usuarios consuman una parte injusta de los recursos de una manera hambrienta de energía mientras limitan a otros ".

Ahora bien, ¿cómo se traduce esto en computación de alto rendimiento? Ampere Computing y SUSE han estado ejecutando una serie de puntos de referencia que incluyen cargas de trabajo de aplicaciones con WRF y GROMACS. 

WRF (Weather Research and Forecasting Model) es un sistema de predicción numérica del tiempo (NWP) diseñado para satisfacer las necesidades tanto de investigación atmosférica como de pronóstico operativo. (Fuente: Wikipedia )

GROMACS es un paquete de dinámica molecular diseñado principalmente para simulaciones de proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. GROMACS puede ejecutarse en CPU y GPU. Es gratuito y de código abierto y está disponible a través de la licencia LGPL.

Se seleccionaron WRF y GROMACS porque no dependen mucho del almacenamiento y pueden proporcionar una buena medida del rendimiento de la CPU.

Conversión de productos en soluciones de código abierto con SUSE

SUSE, ahora con Rancher, ofrece el sistema operativo Linux empresarial más adaptable de la industria y la única plataforma abierta de administración de Kubernetes. 

La combinación de nuestra distribución SUSE Linux Enterprise Y la plataforma de administración Rancher Kubernetes permite la entrega de soluciones tradicionales o nativas de la nube de alto rendimiento y alto rendimiento a través de múltiples arquitecturas de conjuntos de instrucciones (ISA) como aarch64 y x86_64.

Los productos:

  • SUSE Linux Enterprise High Performance Computing es un sistema operativo de código abierto altamente escalable y de alto rendimiento diseñado para utilizar el poder de la computación paralela para cargas de trabajo de modelado, simulación y análisis avanzado. El módulo HPC proporciona un conjunto compatible de herramientas y utilidades populares de HPC que facilitan la administración y el monitoreo de entornos informáticos paralelos. Esto incluye (pero no se limita a):
    • Administrador de carga de trabajo.
    • Conchas remotas y paralelas.
    • Herramientas de seguimiento y medición del rendimiento.
    • Herramienta de monitoreo de consola serie.
    • Herramientas de administración de energía del clúster.
    • Una herramienta para descubrir la topología del hardware de la máquina.
    • Supervisión de sistemas, incluida la supervisión de errores de memoria.
    • Librerías computacionales seriales y paralelas que proveen los estándares comunes BLAS, LAPACK.
    • Varias implementaciones de MPI.
    • Bibliotecas seriales y paralelas para el formato de archivo HDF5.
  • SUSE Rancher es una plataforma de administración de contenedores de código abierto que unifica los clústeres de Kubernetes para garantizar operaciones consistentes, administración de cargas de trabajo y seguridad de nivel empresarial desde el núcleo hasta la nube y el perímetro. Las capacidades clave incluyen (pero no se limitan a):
    • Compatible con cualquier distribución de Kubernetes certificada por CNCF. Para locales, ofertas de SUSE y K3. También admitimos todas las distribuciones de nube pública, incluidas EKS, AKS y GKE.
    • Operaciones simplificadas de varios clústeres, incluido el aprovisionamiento, la gestión de versiones, la visibilidad y el diagnóstico, la supervisión y las alertas, y la auditoría centralizada.
    • Herramientas y servicios compartidos fáciles de adoptar con el amplio catálogo de SUSE Rancher para crear, implementar y escalar aplicaciones en contenedores, incluido el empaquetado de aplicaciones, CI/CD, registro, supervisión y red de servicios.

Puntos de referencia y resultados

Michael Bennett de Ampere Computing y Bryan Gartner de SUSE presentaron los resultados de las pruebas comparativas de Ampere Computing con SUSE Linux Enterprise para HPC. Su presentación se titula “HPC Performance and Efficiency of Ampere Altra and Altra Max Cloud-Native Processors” y debería estar disponible en el sitio SC22 en breve.

La presentación ofrece un vistazo a la configuración de las pruebas de hardware y software, los resultados de referencia y los hallazgos clave de Ampere Computing. En mi opinión, uno de los aspectos más destacados de la presentación fue que ejecutar cargas de trabajo WRF y GROMACS en Ampere Altra Max dio como resultado más nanosegundos de rendimiento por dólar gastado (basado en el modelo de rendimiento/costo de carga de trabajo basado en la nube) y una potencia máxima y total más baja consumo. Este es un hallazgo interesante, particularmente para grandes implementaciones de HPC (en la nube o en las instalaciones), ya que la energía o, lo que es más importante, la cantidad de cómputo disponible por vatio puede crear situaciones en las que tenga "espacio varado" en el rack de su servidor (no puede agregar más cómputo porque te quedaste sin energía).

Si el rendimiento, la potencia y la eficiencia son clave para usted al planificar su infraestructura de HPC, Ampere Altra Max debería estar en su lista corta de opciones de implementación. Y SUSE Linux Enterprise for HPC puede proporcionarle una pila de HPC totalmente compatible para su plataforma Ampere Altra Max.

Resumen y llamada a la acción

En resumen, los clientes de informática de alto rendimiento y alto rendimiento pueden recurrir a SUSE y Ampere Computing para proporcionar una pila HPC de alto rendimiento y bajo consumo de energía con ingredientes clave de software de código abierto y soporte empresarial.  

Para obtener más información sobre Ampere Altra Max con SUSE Linux Enterprise o HPC, consulte Ampere Computing y la presentación SC22 de SUSE. También puede descargar la pila HPC de SUSE para probar.

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