Centro de Supercomputación NCAR-Wyoming

En 2012, la supercomputadora Yellowstone ^{[ 31 ]} se instaló en el NWSC como su recurso HPC inaugural. Yellowstone es un clúster IBM iDataPlex ^{[ 32 ]} compuesto por 72.576 núcleos de procesador Intel Sandy Bridge EP en 4.536 nodos de 16 núcleos , cada uno con 32 gigabytes de memoria. ^{[ 33 ]} Todos los nodos están interconectados con una red Mellanox FDR InfiniBand de árbol completo . ^{[ 34 ]} Yellowstone tiene un rendimiento máximo de 1,504 petaflops y ha demostrado una capacidad computacional de 1,2576 petaflops según lo medido por el benchmark High-Performance LINPACK (HPL). ^{[ 35 ]} Debutó como la 13.ª computadora más rápida del mundo ^{[ 36 ]} en la clasificación de noviembre de 2012 de la organización TOP500 . También en noviembre de 2012, Yellowstone debutó como la 58.ª supercomputadora más eficiente energéticamente del mundo ^{[ 37 ]} al operar a 875,34 megaflops por vatio según la clasificación de la organización Green500 .

El superordenador Cheyenne, que entró en funcionamiento en 2017 y tiene una capacidad de 5,34 petaflops, actualmente ofrece más del triple de la capacidad de cálculo de Yellowstone. Cheyenne es un sistema SGI ICE XA con 4032 nodos de computación científica de doble socket que ejecutan 145 152 núcleos de procesamiento Intel Xeon E5-2697v4 (Broadwell) de 18 núcleos y 2,3 GHz, y cuenta con 315 terabytes de memoria. ^{[ 38 ]} Estos nodos se interconectan mediante una red Mellanox EDR InfiniBand con una topología de hipercubo mejorada de 9 dimensiones que ofrece una latencia de tan solo 0,5 microsegundos. ^{[ 39 ]} Cheyenne ejecuta el sistema operativo SUSE Linux Enterprise Server 12 SP1. ^{[ 40 ]} Al igual que Yellowstone, el diseño y la configuración de Cheyenne proporcionarán una E/S equilibrada y una capacidad de cálculo excepcional para las necesidades de procesamiento intensivo de datos de su comunidad de usuarios. ^{[ 41 ]} Cheyenne debutó como la vigésima computadora más potente del mundo en la clasificación Top500 de noviembre de 2016. ^{[ 42 ]}

Cheyenne estaba programado para quedar fuera de servicio el 31 de diciembre de 2023. ^{[ 43 ]}

El 27 de enero de 2021 se anunció una nueva supercomputadora, capaz de realizar 20 cuatrillones de cálculos por segundo, lo que se dice que es 3,5 veces más rápida que el sistema actual en funcionamiento en las instalaciones. Programada para entrar en funcionamiento a principios de 2022, ^{[ 44 ]} se lanzó oficialmente el 7 de julio de 2023. ^{[ 45 ]}

Derecho es un sistema HPE Cray de 19,87 petaflops. Cuenta con 2488 nodos de cómputo homogéneos (CPU) y 82 nodos de cómputo heterogéneos (GPU), 382 GPU A100 y 692 terabytes de memoria total. ^{[ 46 ]}

Los clústeres Geyser y Caldera son recursos especializados de análisis y visualización de datos dentro del entorno Yellowstone, centrado en datos. El servidor de análisis de datos Geyser es un clúster de 640 núcleos con 16 nodos, cada uno con 1 terabyte de memoria. Gracias a su gran memoria por nodo, Geyser está diseñado para facilitar el análisis de datos a gran escala y las tareas de posprocesamiento , incluida la visualización 3D, con aplicaciones que no admiten el paralelismo de memoria distribuida . ^{[ 47 ]} El clúster computacional Caldera tiene 256 núcleos en 16 nodos, cada uno con 64 gigabytes de memoria y dos unidades de procesamiento gráfico (GPU) que se pueden usar como procesadores computacionales o aceleradores gráficos. Las dos GPU NVIDIA Tesla de Caldera ^{[ 48 ]} por nodo admiten el procesamiento paralelo, las actividades de visualización y el desarrollo y las pruebas de código de GPU de propósito general (GPGPU).

El centro también alberga un clúster IBM iDataPlex más pequeño y separado llamado Erebus ^{[ 49 ]} para dar soporte a las predicciones operativas del Sistema de Predicción Mesoescala Antártica ^{[ 51 ]} (AMPS) [52] de la Oficina de Programas Polares de la NSF. ^{[ 50 ]} Erebus tiene ^{84 nodos similares} a los de Yellowstone, una interconexión InfiniBand FDR-10 y un sistema de archivos dedicado de 58 terabytes. Si es necesario, Yellowstone ejecutará las predicciones meteorológicas diarias de Erebus para el continente antártico para garantizar que la comunidad mundial de usuarios reciba estas predicciones sin interrupción. ^{[ 53 ]}

La arquitectura de Pronghorn promete satisfacer las exigentes necesidades de las ciencias del sistema terrestre en cuanto a análisis de datos, visualización y computación asistida por GPU. Como parte de una colaboración entre Intel, IBM y NCAR, este sistema exploratorio se utiliza para evaluar la eficacia de la arquitectura de múltiples núcleos integrados (MIC) del coprocesador Xeon Phi para ejecutar aplicaciones climáticas, meteorológicas y otras aplicaciones ambientales. Si estos coprocesadores resultan beneficiosos para aplicaciones clave de NCAR, se pueden integrar fácilmente a los nodos estándar IBM iDataPlex en Yellowstone como una forma rentable de ampliar sus capacidades.

Pronghorn tiene 16 nodos IBM x360 de doble socket ^{[ 54 ]} con coprocesadores Intel Xeon Phi 5110P ^{[ 55 ]} y núcleos Intel Sandy Bridge (Xeon E5-2670) de 2,6 gigahercios. ^{[ 56 ]} El sistema tiene 64 gigabytes de memoria DDR3-1600 por nodo (63 GB de memoria utilizable por nodo) y está interconectado con una red Mellanox FDR InfiniBand de árbol completo.

Geyser, Caldera y Yellowstone utilizan el sistema de archivos central denominado GLADE (Entorno de Datos Accesible Globalmente ) ^{[ 57 ]} , que proporciona espacios de trabajo comunes a todos los recursos HPC del NWSC para computación, análisis y visualización. Esto permite a los usuarios analizar archivos de datos in situ, sin enviar grandes cantidades de datos a través de una red ni crear copias duplicadas en múltiples ubicaciones. GLADE proporciona sistemas de archivos centralizados de alto rendimiento que abarcan supercomputación, posprocesamiento de datos, análisis de datos, visualización y servicios de transferencia de datos basados ​​en HPC. ^{[ 58 ]} GLADE también aloja datos del Archivo de Datos de Investigación del NCAR , ^{[ 59 ]} el Portal de Datos Comunitarios del NCAR ^{[ 60 ]} y la Red del Sistema Terrestre ^{[ 61 ]} que gestiona los datos CMIP5 / AR5 . El recurso de disco central GLADE tiene una capacidad de almacenamiento utilizable de 36 petabytes a partir de febrero de 2017. ^{[ 62 ]} GLADE tiene un ancho de banda de E/S agregado sostenible de más de 220 gigabits por segundo .

El almacenamiento de datos de archivo en el NWSC se proporciona mediante un Sistema de Almacenamiento de Alto Rendimiento (HPSS) que consta de bibliotecas de cintas con una capacidad de almacenamiento de 320 petabytes. Estos sistemas robóticos escalables constan de seis bibliotecas de cintas Oracle StorageTek SL8500 que utilizan unidades de cinta T10000C ^{[ 63 ]} con una tasa de E/S de 240 megabits por segundo .

La estrategia de computación intensiva en datos del NWSC incluye un conjunto completo de servicios de datos comunitarios. El NCAR desarrolla productos y servicios de datos que abordan los desafíos futuros del crecimiento, la preservación y la gestión de datos. El Archivo de Datos de Investigación ^{[ 64 ]} (RDA) contiene una gran colección de conjuntos de datos meteorológicos y oceanográficos que respaldan estudios científicos en clima, meteorología, hidrología, modelado del sistema terrestre y otras ciencias relacionadas. ^{[ 65 ]} Es un recurso abierto; la comunidad científica mundial también lo utiliza.