ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (supercomputer) ไอบีเอ็ม โรดรันเนอร์

IBM Roadrunner (ไอบีเอ็ม โรดรันเนอร์) 

รูปภาพจาก  th.wikipedia

   ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (supercomputer) เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถสูงที่สุดในกลุ่มมีขนาดใหญ่ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer) สามารถประมวลผลข้อมูลในปริมาณมากรวมถึงการประมวลผลงานที่มีรูปแบบอันซับซ้อน มีความรวดเร็วในการคำนวณได้มากกว่าหนึ่งล้านล้านต่อวินาที ( 1 Trillion calculations per second ) ภายในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ สามารถรองรับโปรเซสเซอร์ได้มากกว่า 100 ตัว หน่ายวัดความเร็วของคอมพิวเตอร์นี้คือ หน่วยกิกะฟลอบ (Gigaflop)

   ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหมาะกับงานคำนวณที่ต้องมีการคำนวณตัวเลขจำนวนหลายล้านตัวภายในเวลาอันรวดเร็ว เช่น งานพยากรณ์อากาศ ที่ต้องนำข้อมูลต่าง ๆ เกี่ยวกับอากาศทั้งระดับภาคพื้นดิน และระดับชึ้นบรรยากาศเพื่อดูการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงของอากาศ งานนี้จำเป็นต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะสูงมาก นอกจากนี้มีงานอีกเป็นจำนวนมากที่ต้องใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer) ซึ่งมีความเร็วสูง เช่น งานการวิจัยนิวเคลียร์ งานควบคุมทางอวกาศ งานประมวลผลภาพทางการแพทย์ ด้านการทหาร วิศวกรรมเคมีภัณฑ์ปิโตรเลียม เช่น การสร้างโมเดลที่สามารถประมวลผลด้านความซับซ้อนสูงในการจำลองการประมวลผลต่างๆ รวมทั่วใช้วิจัยพันธุกรรมในมนุษย์หรือโครงสร้างดีเอ็นเอ ซึ่งมีมากกว่า 80,000 ถึง 100,000 ยีนในร่างกายของมนุษย์ งานด้านวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะทางด้านเคมี เภสัชวิทยา และงานด้านวิศวกรรมการออกแบบ และเนื่องจากราคาของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer) สูงมาก จึงมักมีการใช้งานเฉพาะด้านเท่านั้น หน่วยงานที่มีกำลังความสามารถในการนำไปใช้เพื่องานวิจัย ก็คือหน่วยงานขององค์การรัฐบาล ธุรกิจที่มีขนาดใหญ่มากและมหาวิทยาลัย

IBM Roadrunner (ไอบีเอ็ม โรดรันเนอร์) มันคือ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ที่เร็วที่สุดในโลกผลิตโดย บริษัทไอบีเอ็ม และ สถาบันวิจัยแห่งชาติลอสอะลาโมส (Los Alamos National Laboratory) ตั้งอยู่ที่รัฐ New Mexico ประเทศสหรัฐอเมริกา ในราคาการก่อสร้างสูงถึง 133 ล้านดอลล่าสหรัฐ หรือประมาณ 4,655,000,000 บาท

สถาบันวิจัยแห่งชาติลอสอะลาโมส (Los Alamos National Laboratory)

IBM Roadrunner ถูกออกแบบมาให้รองรับการประมวลผลสูงสุดในช่วงพึคหรือ peak performance ที่ 1.7 petaflops ใช้หน่วยประมวลผลกลางหรือ CPU สองแบบคือ AMD Opteron 2210 และ IBM PowerXCell 8i  ซึ่งมี IBM PowerXCell 8i ที่ใช้สำหรับการประมวลผลขั้นสูง 12,960 ตัว และ AMD Opteron 2210 dual-core processors อีก 6,480 ตัว เทคนิคที่ใช้ก็คือใช้ Opteron สำหรับการคำนวณปกติ แต่เมื่อต้องการพลังการคำนวณเป็นพิเศษ ยูนิตที่ใช้ IBM PowerXCell 8i จะถูกเรียกใช้งานแทน วิธีนี้จะช่วยประหยัดพลังงานและค่าใช้จ่ายได้มาก จากงานวิจัยพบว่า IBM Roadrunner กินไฟอยู่ที่ 444.94 megaflops per watt of power  IBM Roadrunner ถูกออกแบบมาให้เป็น Blade server ซึ่ง เบลดเซิร์ฟเวอร์ (Blade server) เป็นแนวคิดใหม่ของเซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์ โดยแต่ละหน่วยจะเรียกว่า “เบลด” (blade) และประกอบด้วยเมนบอร์ด, ซีพียู, หน่วยความจำ, อุปกรณ์เก็บข้อมูล และอุปกรณ์ในการติดต่อกับเครือข่ายเท่านั้น ซึ่งแต่ละเบลดจะใช้อุปกรณ์จ่ายพลังงาน (Power Supply) และระบบระบายความร้อนร่วมกัน วิธีนี้ทำให้สามารถดูแลรักษาระบบได้ง่ายขึ้น เนื่องจากอุปกรณ์จ่ายพลังงานมีเพียงจุดเดียว ผู้ผลิตส่วนมากมักจะเพิ่มอุปกรณ์จ่ายพลังงานสำรองตัวที่สองมาให้ เพื่อป้องกันปัญหาด้านพลังงาน
   เบลดเซิร์ฟเวอร์เหมาะสำหรับการทำ เซิร์ฟเวอร์ฟาร์ม และ คลัสเตอร์ เบลดแต่ละตัวสามารถถอดเปลี่ยนได้ทันที (hot swap) ในทางทฤษฎีแล้ว สามารถใช้เบลดที่มาจากผู้ผลิตต่างกันได้ แต่ในทางปฏิบัติการใช้เบลดจากผู้ผลิตรายเดียวกัน จะเพิ่มเสถียรภาพของระบบได้มากกว่า
   เบลดเซิร์ฟเวอร์เป็นการนำแนวคิดของเมนเฟรมเดิมมาประยุกต์ใช้กับพีซีปัจจุบัน และแต่ละเบลนจะถูกเชื่อมต่อกันด้วย Port InfiniBand ซึ่งจะทำหน้าที่แลกเปลี่ยนข้อมูลตลอดจนกระจายการประมวลผล ซึ่ง Port Infini Band จะมีอัตราการรับ-ส่งข้อมูลที่สูงมาก ระบบปฏิบัติการที่ใช้ก็คือ Red Hat Enterprise Linux และ Fedora
   IBM Roadrunner มีขนาดประมาณ 560 ตารางเมตร

ลิงก์ที่น่าสนใจของ IBM Roadrunner
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CPU Specification

AMD Opteron 2210

AMD Opteron 2210

AMD Opteron 2210 dual-core processors ความเร็ว 1.8 GHz Roadrunner มี AMD Opteron 2210ทั้งหมด 6912 ใช้ในการคำนวณ 6480 ตัว และใช้ในการควบคุมการทำงานของเครื่อง 432 ตัว และ Core ในการทำงานทั้งหมดคือ (12960+864) 13824 cores
รายละเอียดของ AMD  http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_AMD_Opteron_microprocessors

IBM PowerXCell

IBM PowerXCell 8i CPU ที่พัฒนาโดย Sony Computer Entertainment, Toshiba, และ IBM  ทำงานที่ความเร็ว 3.2 GHz ชนิด PPE cores Roadrunner มี IBM PowerXCell 8i CPUทั้งหมด 12,960 ตัว 12,960 PPE cores และ 103,680 SPE cores, รวมทั้งหมด  116,640 cores.
http://www.spscicomp.org/ScicomP14/talks/Grice-QS22.pdf
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
การปฏิบัติการจุดลอยตัวต่อวินาที หรือ ฟล็อปส์ (อังกฤษ: floating point operations per second: FLOPS) เป็นหน่วยวัดสมรรถนะในการทำงานของคอมพิวเตอร์ ฟล็อปส์จะนับจำนวนชุดคำสั่งในการประมวลผลจำนวนจุดลอยตัวที่สามารถทำได้ใน 1 วินาที นิยมใช้ในวงการคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง

• kiloFLOPS (KFLOPS) = 10 ³FLOPS
• megaFLOPS (MFLOPS) = 10⁶FLOPS
• gigaFLOPS (GFLOPS) = 10⁹ FLOPS
• teraFLOPS (TFLOPS) = 10¹² FLOPS
• petaFLOPS (PFLOPS) = 10¹⁵ FLOPS

----------------------------------------------------------------------------------------------------------
ข้อมูลจาก  KruSupakit และ th.wikipedia