Типова робота на Блакитних Водах - це використання близько 10% машини та витрачає в цілому 75 вузлових годин . У Blue Waters є близько 27500 вузлів, тобто це означає, що деякі з цих завдань "75 вузлових годин" виконуються всього за пару хвилин. Це дозволяє вченим використовувати машину дещо інтерактивно. (Ви можете переглянути середні середні тут: http://xdmod.ncsa.illinois.edu/#tg_usage:group_by_Jobs_none )
Суперкомп'ютери - це просто великі колекції менших комп'ютерів. Основна причина, коли ми збираємо їх разом в одному місці, полягає в тому, що ми можемо поділити вартість найбільш ефективно таким чином. Ви намагаєтесь створити комп'ютер, який може зробити багато роботи, і для якого загальна вартість володіння (загальна вартість комп'ютера, потужність та обслуговування) мінімізується протягом життя комп'ютера.
У загальній вартості власності є кілька факторів: Вартість обладнання одна. Щоб мінімізувати витрати на право власності, ви хочете, щоб обладнання виконувало корисну роботу якомога більше відсотків часу (в ідеалі 100% часу, реально дещо менше, як 95%, вважатиметься хорошим), поки обладнання не згорить. або застаріла. На відміну від цього, комп’ютер у вашому ноутбуці чи телефоні, ймовірно, фактично використовує менше 10% часу, яким ви володієте ним (ви спите 33% часу, ви їсте та відпочиваєте приблизно половину часу, коли ви неспали, і навіть коли ви "використовуєте" комп'ютер, процесор більшу частину часу працює в режимі очікування.)
Друге - це вартість електроенергії. Є кілька частин цього: перша - вартість самої потужності. Частина цих витрат витрачається на транспортування електроенергії від електростанції до комп'ютера. Частина його втрачається в "електроживленні" комп'ютера (що саме перетворює живлення змінного струму в постійне живлення). Більший перетворювач змінного струму змінного струму зазвичай може бути більш ефективним. Крім того, комп’ютери перетворюють корисну електроенергію в відпрацьоване тепло. Тож вам також потрібно заплатити, щоб зняти тепло. Знову ж таки, більші кондиціонери зазвичай можуть бути більш ефективними, ніж кілька невеликих кондиціонерів.
Третє - це вартість обслуговування. Склавши купу комп’ютерів та спроектувавши їх так, що коли один знизиться, решта продовжувати працювати, ви зможете амортизувати витрати на обслуговування персоналу на набагато більшу кількість комп'ютерних вузлів, ніж ви могли б, якби вузли були різними та розміщені в різних будівлях (або міста).
Подробиці: Blue Waters має 288 шаф. Кожна шафа має 96 "вузлів". Кожен вузол - це досить звичайний комп'ютер високого класу. Більшість вузлів мають 2 процесори AMD Opeteron 6276, які працюють на частоті 2.3 ГГц, і 64 Гбіт DRAM. Близько 1/6 вузлів замість цього мають єдиний AMD Opteron 6276, NVidia K20 GPU та 38 Гбіт DRAM. Якщо хотіли, можна придбати щось схоже на «вузол» приблизно за 3000 доларів або 4000 доларів і покласти його у свою вітальню для відтворення відеоігор. Блакитні води мають близько 27648 вузлів. https://bluewaters.ncsa.illinois.edu/hardware-summary
Кожен вузол, ймовірно, споживає трохи більше 500 Вт, і перетворює цю енергію в тепло. Якщо б у вашій вітальні був вузол, щоб грати у відеоігри, це не було б особливо великою справою. Він би споживав трохи електроенергії з настінної розетки і генерував би приблизно стільки ж тепла, скільки невеликий особистий обігрівач простору. Взимку це було б приємно і затишно. Влітку вам доведеться частіше запускати свій кондиціонер, щоб забезпечити свій будинок затишним. Якби ви працювали з повною потужністю кожен день, ваш рахунок за електроенергію значно збільшився, можливо, вдвічі більше, ніж ви споживаєте зараз.
Але коли ви зберете 27648 з них разом, це споживає близько 15 мегават, і генерує відповідно велику кількість тепла. Справжньою дивовижною інженерною синьою водою, як і будь-яким великим центром обробки даних, є сама будівля. Це величезна холодильна коробка. Будинок Блакитних Вод особливо цікавий тим, що він фантастично ефективний. Близько 85% енергії, що надходить у будівлю, фактично використовується для роботи вузлів. Я вважаю, що я десь читав (наразі не можу знайти) лише 15% втрачається при перетворенні електроенергії та відведенні відпрацьованого тепла. Це набагато краще, ніж ви отримаєте від ігрового комп’ютера потужністю 500 Вт у своїй вітальні. Можливо, вам знадобиться потужність живлення потужністю 750 Вт та ще пару сотень Вт, щоб запустити кондиціонер.
TL; ДОКТОР
Давайте складемо все це разом. Об'єднуючи тисячі менших комп'ютерів і розповсюджуючи їх на багато людей, ми тримаємо ці комп'ютери більшу частину часу, обмінюючись ресурсами дуже ефективно. Це коштує чималих грошей, щоб дати людям комп'ютери, які сидять бездіяльні більшу частину часу. Найкращий спосіб заощадити гроші на обчисленні - це спонукати людей до обміну комп’ютерами, щоб комп’ютери були зайняті більшу частину часу.
Блакитні води - це набагато більше, ніж просто комп'ютери всередині неї. Він спеціально розроблений для максимальної енергоефективності. Частина цього передбачає встановлення його поблизу електростанцій, щоб зменшити втрати електроенергії в лініях електропередачі. Ось супутникове зображення частини Champaign IL, що містить Сині води, щоб продемонструвати:
