ASCI Red (también conocida como ASCI Option Red o TFLOPS ) fue la primera computadora construida bajo la Accelerated Strategic Computing Initiative ( ASCI ), [5] [6] la iniciativa de supercomputación del gobierno de los Estados Unidos creada para ayudar al mantenimiento de los Estados Unidos. arsenal nuclear después de la moratoria de 1992 sobre los ensayos nucleares .
ASCI Red fue construido por Intel e instalado en Sandia National Laboratories a finales de 1996. El diseño se basó en la computadora Intel Paragon . Se cumplieron los objetivos originales de ofrecer una verdadera máquina teraflop para finales de 1996 que fuera capaz de ejecutar una aplicación ASCI utilizando toda la memoria y los nodos en septiembre de 1997. [7] Fue utilizado por el gobierno de EE. UU. desde los años 1997 a 2005 y fue la supercomputadora más rápida del mundo hasta finales de 2000. [4] [6] Fue la primera máquina ASCI que adquirió el Departamento de Energía, [6] y También es la primera supercomputadora en obtener una puntuación superior a un teraflops en el benchmark LINPACK , una prueba que mide la velocidad de cálculo de una computadora. Las actualizaciones posteriores a ASCI Red le permitieron funcionar por encima de dos teraflops.
ASCI Red se ganó una reputación de confiabilidad que, según algunos veteranos, nunca ha sido superada. El director de Sandia, Bill Camp, dijo que ASCI Red tenía la mejor confiabilidad de cualquier supercomputadora jamás construida y "era la marca más alta de la supercomputación en longevidad, precio y rendimiento". [8]
ASCI Red fue dado de baja en 2006. [2]
La supercomputadora ASCI Red era una computadora de transferencia de mensajes MIMD (Instrucción múltiple, datos múltiples) con memoria distribuida. El diseño proporcionó altos grados de escalabilidad para E/S, memoria, nodos informáticos, capacidad de almacenamiento y comunicaciones; Las interfaces paralelas estándar también permitieron portar aplicaciones paralelas a la máquina. La máquina estaba estructurada en cuatro particiones: Computación, Servicio, E/S y Sistema. Aplicaciones paralelas ejecutadas en Compute Partition que contenían nodos optimizados para rendimiento de punto flotante. Los nodos de computación sólo tenían las características necesarias para una computación eficiente; no estaban destinados a servicios interactivos generales. Service Partition proporcionó un host integrado y escalable que admitía usuarios interactivos (sesiones de inicio de sesión), desarrollo de aplicaciones y administración del sistema. La partición de E/S admitía E/S de disco, un sistema de archivos paralelo escalable y servicios de red. La partición del sistema admitía el arranque inicial y las capacidades de confiabilidad, disponibilidad y capacidad de servicio (RAS) del sistema. [7]
La partición de Servicio ayuda a integrar todas las diferentes partes de ASCI Red. Proporciona un host escalable para los usuarios y se utiliza para la administración general del sistema. [1] La partición de E/S proporciona un sistema de archivos y servicios de red, y la partición de servicio se compone de pantallas de inicio de sesión, herramientas para el desarrollo de aplicaciones y utilidades para conexiones de red. [5] La partición Compute contiene nodos que están diseñados para un rendimiento de punto flotante. Aquí es donde tiene lugar la informática real. [5] Cada uno de los nodos de cómputo albergaba dos procesadores Pentium Pro de 200 MHz, cada uno con un caché de nivel 1 de 16 KB y un caché de nivel 2 de 256 KB, que luego se actualizaron a dos procesadores Pentium II OverDrive de 333 MHz , cada uno con un caché de nivel 1 de 32 KB y un caché de nivel 2 de 512 KB . [9] Según Intel , la ASCI Red Computer es también la primera supercomputadora a gran escala construida íntegramente con componentes comunes disponibles comercialmente. [10]
Todas las particiones de ASCI Red están interconectadas para formar una supercomputadora, pero al mismo tiempo ninguno de los nodos admite memoria compartida global . Cada uno de los nodos funciona en su propia memoria y cada uno comparte datos con los demás mediante el "paso de mensajes explícitos". [11]
La computadora en sí ocupaba casi 1.600 pies cuadrados (150 m 2 ) de espacio [3] y se compone de 104 "gabinetes". De esos gabinetes, 76 son computadoras (procesadores), 8 son conmutadores y 20 son discos. Tiene un total de 1212 GB de RAM y 9298 procesadores independientes. La máquina original utilizaba procesadores Intel Pentium Pro, cada uno con una frecuencia de 200 MHz. Posteriormente se actualizaron a procesadores Pentium II Xeon especialmente empaquetados, cada uno con una frecuencia de 333 MHz. En total, requería 850 kW de potencia (sin incluir el aire acondicionado). Lo que distingue a ASCI Option Red de todos sus predecesores en supercomputación es su alto ancho de banda de E/S . Las supercomputadoras anteriores tenían rendimiento multi- GFLOPS , pero sus lentas velocidades de E/S ralentizaban o obstaculizaban los sistemas. TFLOPS PFS de Intel es un "sistema de archivos paralelo" extremadamente eficiente que puede mantener velocidades de transferencia de hasta 1 GB/s, eliminando cuellos de botella. [12]
En diciembre de 1996, tres cuartas partes de ASCI Red se midieron con un récord mundial de 1,06 TFLOPS en MP LINPACK y mantuvo el récord de supercomputadora más rápida del mundo durante varios años consecutivos, alcanzando un máximo de 2,38 TFLOPS después de una actualización de procesador y memoria en 1999. [4] [7] El sistema utilizó procesadores Pentium Pro cuando se construyó inicialmente y cuando registró un rendimiento superior a un TFLOPS. En esa configuración, cuando estaba completamente construido registró 1,6 TFLOPS de rendimiento. Las actualizaciones posteriores en 1999, a procesadores Pentium II Xeon especialmente empaquetados, elevaron el rendimiento a 3,1 TFLOPS. [8]
Las diferentes particiones de ASCI Red se ejecutan en diferentes sistemas operativos . Por ejemplo, los usuarios de la computadora trabajan en un entorno llamado "Teraflops OS", un sistema operativo (antes llamado Paragon OS) que fue desarrollado originalmente para la supercomputadora Intel Paragon XP/S . [5] La partición Compute de ASCI Red se ejecuta en un sistema operativo llamado Cougar. [11] Cougar es una colaboración de Sandia Labs y la Universidad de Nuevo México; Es un sistema operativo liviano basado en PUMA y SUNMOS , dos sistemas que también fueron diseñados para su uso en la supercomputadora Paragon. [11] Consiste en un núcleo liviano, el subproceso de control de procesos y otras utilidades y bibliotecas. El kernel Linux 2.4 se portó al sistema y se escribió un controlador CNIC personalizado, pero el sistema operativo pesado no funcionó tan bien como el kernel liviano Cougar en muchos puntos de referencia. [11]