Cray XK7

XK7 es una plataforma de supercomputación , producida por Cray , lanzada el 29 de octubre de 2012. XK7 es la segunda plataforma de Cray que utiliza una combinación de unidades centrales de procesamiento ("CPU") y unidades de procesamiento gráfico ("GPU") para la computación; la arquitectura híbrida requiere un enfoque de programación diferente al de las supercomputadoras que solo utilizan CPU. Los laboratorios que albergan máquinas XK7 organizan talleres para capacitar a los investigadores en los nuevos lenguajes de programación necesarios para estas máquinas. La plataforma se utiliza en Titan , la segunda supercomputadora más rápida del mundo en la lista de noviembre de 2013, según la clasificación de la organización TOP500 . Otros clientes incluyen el Centro Nacional Suizo de Supercomputación  , que cuenta con una máquina de 272 nodos, y Blue Waters , que posee una máquina con nodos Cray XE6 y XK7 que alcanza aproximadamente 1  petaFLOPS ( ^10¹⁵ operaciones de coma flotante por segundo ). ^{[ 1 ]}

XK7 es escalable hasta 500 gabinetes, cada uno contiene 24 blades y cada blade contiene 4 nodos (1 CPU y 1 GPU por nodo). ^{[ 2 ]} Las CPU disponibles son de la serie AMD Opteron 6200 Interlagos de 16 núcleos y las GPU son de la serie Nvidia Tesla K20 Kepler . ^{[ 2 ]} Cada CPU puede combinarse con 16 o 32 GB de memoria de código de corrección de errores (ECC), mientras que las GPU tienen 5 o 6 GB de memoria ECC dependiendo del modelo de GPU utilizado. ^{[ 2 ]} Los nodos se comunican entre sí a través de Gemini Interconnect; cada chip Gemini da servicio a 2 nodos con una capacidad de 160 GB/s. ^{[ 2 ]} Dependiendo de los componentes utilizados, un gabinete completo consumirá entre 45 y 54,1 kW de electricidad que se convierte en calor; por lo tanto, los gabinetes necesitan refrigeración, ya sea por aire o por agua. ^{[ 2 ]}          

Las máquinas basadas en XK7 ejecutan el entorno Cray Linux , que incorpora SUSE Linux Enterprise Server . ^{[ 2 ]} El código para ejecutarse en una máquina XK7 puede escribirse en diversos lenguajes de programación. La arquitectura híbrida requiere una programación diferente a la de las supercomputadoras convencionales que solo utilizan CPU; el Laboratorio Nacional de Oak Ridge y el Centro Nacional Suizo de Supercomputación organizan talleres para capacitar a los investigadores sobre este nuevo enfoque de programación. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

La plataforma XK7 se anunció el 29 de octubre de 2012 para coincidir con la finalización de Titan en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL). ^{[ 5 ]} Titan tiene 18.688 nodos XK7, cada uno con una  CPU Opteron 6274 con 32  GB de memoria y una GPU K20X con 6  GB. ^{[ 6 ]} La computadora tiene un rendimiento máximo teórico de 27,1  petaFLOPS, pero en la prueba de rendimiento LINPACK utilizada por la organización TOP500 para clasificar supercomputadoras, alcanzó 17,59  petaFLOPS, suficiente para obtener el primer lugar en la lista de noviembre de 2012. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Titan utiliza 8,2  MW de electricidad y ocupa el tercer lugar en la lista Green500 , que clasifica las supercomputadoras según su eficiencia energética. ^{[ 9 ]}

El Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación (NCSA) en Illinois tiene una máquina, Blue Waters , que utiliza una combinación de nodos Cray XE6  y XK7. La máquina tiene 3072 nodos XK7 y 22 752  nodos XE6. ^{[ 10 ]} Cada nodo XE6 tiene dos Opteron  6276 y 32  GB de memoria por CPU. ^{[ 11 ]} Los nodos XK7 también tienen  CPU Opteron 6276 con 32  GB de memoria y una GPU K20X con 6  GB. ^{[ 11 ]} Blue Waters ha alcanzado más de 1  petaFLOPS en pruebas de rendimiento; sin embargo, los gerentes del proyecto no creen en la relevancia de la prueba de rendimiento LINPACK utilizada por la organización TOP500 y, por lo tanto, no presentaron una prueba de rendimiento para la clasificación. ^{[ 10 ]}

La máquina Todi del Centro Nacional Suizo de Supercomputación (CSCS) se actualizó a XK7 el 22 de octubre de 2012. ^{[ 12 ]} Todi tiene 272  nodos con  CPU Opteron 6272 con 32  GB de memoria y una GPU K20X con 6  GB. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Todi tiene un rendimiento máximo teórico de 393  teraFLOPS y se desempeñó a 274  teraFLOPS en la lista TOP500 de noviembre de 2012 ocupando el puesto 91. ^{[ 14 ]} Todi consume 122  kW y está clasificado en cuarto lugar, uno detrás de Titan, en la lista Green500 de noviembre de 2012. ^{[ 9 ] [ 14 ]}