Главная страница описания Главная страница ЛТФ

Сервер DXCore

(Dual Xeon Core Architecture )
2007 г.
  • Введение
  • Аппаратное обеспечение
  • Программное обеспечение
  • Производительность
  • Доступ пользователей
  • Источники информации
  • Статистика загрузки
  • Более новые и более производительные серверы: THEOR2i7K и i7Xi7A и i7B.

    Введение

    Xeon Core 2 Logo

    В последние годы (2003-2007) тактовая частота новых процессоров оставалась практически практически неизменной (2.4..3.6 ГГц), поскольку разработчики процессоров столкнулись с тем, что при уменьшении размеров элементов процессоров слишком быстро растёт энергопотребление приводящее к проблемам с отводом избыточного тепла. Подход, который ранее обеспечивал неуклонный рост тактовой частоты и, соответственно, производительности, перестал работать. Выход был найден в увеличении количества процессорных ядер в одном корпусе или даже на одном кристале. Быстро стали доступны 2-ядерные и 4-ядерные процессоры, и даже 8-ядерные. Недорогие 2-ядерные процессоры стали основой для массовых персональных компьютеров. Многоядерные процессоры практически эквивалентны компьютерам с несколькими одноядерными процессорами построенным по архитектуре SMP ( Symmetric MultiProcessing). Ранее такая архитектура была доступна только на серверах, а теперь стала обычным явлением для ПК. Однако, узким местом для многоядерного процессора является общая для ядер внешняя шина обмена данными, что для задач, интенсивно использующих память, может иметь существенное значение.

    Для успеха Intel на данном этапе процессорной гонки важным стало то, что она располагала альтернативной архитектурой процессоров совместимой по командам с основной линией x86. Эти процессоры применялись с ноутбуках, где их меньшая потребяемая мощность являлась существенным фактором для обеспечения продолжительной работы от батарей. Процессоры для ноутбуков при меньшей тактовой частоте не уступали по производительности моделям для настольных ПК, поскольку, благодаря достоинствам своей архитекуры, выполняли, в среднем, больше операций в расчёте на один такт.

    Современные процессоры Intel архитектуры Core (Core 2) соединили в себе достоинства всех своих предшественников и при равной частоте превосходят по производительности процессоры Pentium 4 более, чем вдвое. Увеличение количества процессорных ядер даёт ещё большее преимущество новым процессорам, но при условии, что программное обеспечение способно эффективно загрузить работой более одного ядра.

    Вниманию пользователей ЛТФ предлагается новый многопроцессорный (фактически, четырёх-процессорный) сервер 'DXCore' на базе 2 двух-ядерных процессоров Xeon 5160 с тактовой частотой 3 GHz. Сервер обладает 4-канальной подсистемой памяти (в отличии от 2-канальной на ПК) объёмом 16 ГБайт. На 2007-2008 гг это лидер по производительности среди компьютеров ЛТФ.


    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Аппаратное обеспечение

    Dual Xeon 5160 in case


    В компьютере 'DXCore' установлены два двухядерных процессора Xeon 5160 (Woodcrest) работающие на частоте 3 GHz, частота системной шины 1.333 GHz. Каждый процессор оснащен кэш-памятью второго уровня объемом 4 MB. 'DXCore' укомплектован 16 GB оперативной памяти типа DDR2 ECC 667MHz, двумя SATA дисками Seagate ST3320620AS по 320 GB каждый, двумя сетевыми адаптерами Gigabit Ethernet. Основу компьютера 'DXCore' составляют корпус Industrial MS-3830 высотой 3U, предназначенный для монтажа в 19-ти дюймовую стойку, и системная плата Intel S5000PSLSAS, использующая набор микросхем Intel i5000P. Сборка компьютера - московской фирмы "Интегральные технологии".

    Дисковая подсистема компьютера програмным образом сконфигурирована так, чтобы обеспечить максимальную скорость чтения/записи (до 140 МБайт/с) на файловых системах /tmp и /data/dxcore (RAID0) и повышенную надёжность на системных разделах (RAID1).

    Высокая скорость шины памяти и большая плотность размещения модулей памяти потребовала дополнительного нештатного вентилятора для обдува модулей памяти, в противном случае температура памяти приближалась к порогу неустойчивой работы. Для общей вентиляции корпуса сервера используются два высокоскоростных вентилятора, которые делают данную систему очень шумной.



    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Программное обеспечение

    Linux Logo

    Компьютер DXCore работает под управлением 64-бит ОС Linux, идентичной операционной системе, установленой на серверах Opteron1/2. На DXCore установлена полностью 64-разрядная версия Linux - Debian 5 (Lenny). Это означает, что все приложения и библиотеки скомпилированны в 64-разрядном варианте. Тем не менее поддерживаются 32-разрядные приложения с помощью ограниченного набора 32-бит библиотек. Также поддерживаются, 32-бит и 64-бит приложения, собранные статически (Reduce, Form, например).

    Следует обратить внимание пользователей на то, что в силу фундаментальных различий между процессорами Intex Xeon, AMD Opteron (разновидность Intel-архитектуры), процессорами Alpha и процессорами SPARC (на машинах Sun), транслированные программы в машинных кодах (исполняемые файлы, а так же объектные модули и библиотеки) можно использовать только на том процессоре, для которого они предназначены. Отличить файлы с машинными кодами для разных архитектур можно командой 'file program_file_name'. На приведенном ниже примере видно различие в типах файлов содержащих исполняемый код для команды 'diff' на разных машинах:

    theor:> file /usr/bin/diff
    /usr/bin/diff: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), for GNU/Linux 2.2.0, dynamically linked (uses shared libs), stripped

    opteron1:> file /usr/bin/diff
    /usr/bin/diff: ELF 64-bit LSB executable, AMD x86-64, version 1 (SYSV), for GNU/Linux 2.6.0, dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.0, stripped

    dxcore:> file /usr/bin/diff
    /usr/bin/diff: ELF 64-bit LSB executable, AMD x86-64, version 1 (SYSV), for GNU/Linux 2.6.0, dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.0, stripped

    В противоположность программам в машинных кодах, одни и те же файлы с текстовыми сценариями (scripts) для командных процессоров sh, bash, csh, tcsh, как правило, одинаково работают, Solaris, так и под Linux. Это утверждение справедливо и для сценариев языка Perl, а, с некоторыми оговорками, для AWK и MAKE (одинаково ведут себя GNU AWK 'gawk' и GNU MAKE 'gmake').

    Список наиболее важного прикладного программного обеспечения установленного на DXCore:
    Название версия команда X11 документация комментарий
    Компиляторы с языков высокого уровня, средства разработки
    Intel Fortran 77, 90, 95 12.0 ifort   ifort -help, HTML рекоменуемая оптимизация '-fast'
    Intel Fortran 77, 90, 95 10.0 ifort10   ifort10 -help, HTML - use MS IExplorer to read рекоменуемая оптимизация '-fast'
    Intel C/C++ 12.0 icc   icc -help, HTML рекоменуемая оптимизация '-fast'
    Intel C++ 12.0 icpc   icpc -help  
    Intel Debugger 26 idb   idb -help Intel Debugger Manual
    GNU Fortran 77 4.4.5
    gfortarn   о компиляторах GNU
    GNU C 4.4.5
    gcc   man gcc, info gcc
    HTML
    рекомендуемая оптимизация '-O3 -mtune=core2',
    о компиляторах GNU
    GNU C++ 4.4.5
    g++   man g++, info g++
    HTML
    о компиляторах GNU
    GNU Debugger 7.0.1 gdb   man gdb, info gdb  
    Системы аналитических и численных вычислений
    Reduce Free CSL reduce
    xreduce
    -
    +
    info redref
    PDF, PS
    о Reduce
    Form
    3.2 form - PDF текст лицензии, ещё о Form 3
    Octave
    2.1.73 octave - HTML
    Maxima
    5.21 maxima - HTML  
    Браузеры, FTP, e-mail и т. п.
    NcFTP 3.2.4 ncftp - HTML FTP клиент для текстового режима
    Iceape
    2.0.11
    iceape
    + man iceape браузер
    Редакторы текстов
    Emacs 23.2 emacs +/- man emacs
    info emacs
     
    Visual Editor IMproved 7.2 gvim
    vim
    +
    -
    man vim  
    Системы подготовки и просмотра документов
    Ghost Script 8.71 gs + man gs работа с PostScript файлами
    DjVu viewer 3.5.23 djview + man djview просмотр DJVU файлов
    Графические средства
    GNU Image Manipulation Program 2.6.10
    gimp + man gimp  
    Grace 5.1 grace
    xmgrace
    + HTML  
    X Fig 3.2 xfig + man xfig  
    GNU plot 4.4 gnuplot +/- man gnuplot  
    Файл-менеджеры
    Midnight Commander 4.7 mc - man mc, HTML со встроенным FTP клиентом
    "+" в колонке "X11" показывает необходимость системы X-Window для работы программы,
    "+/-" означает, что программа может работать, как в системе X-Window, так и в текстовом режиме.

    Fortran Процессор Xeon 5160 обеспечивает очень высокую производительность для тех, кому необходимы вычисления с плавающей точкой. Для пользователей, желающих программировать на Fortran, естественно использовать компилятор от компании Intel. Компилятор поддерживает стандарты Fortran-77, -90, -95. Вызывается компилятор командой 'ifort' (Intel Fortran). Рекомендуется использовать опцию оптимизации '-fast'. Краткую справку по опциям командной строки можно получить по команде 'ifort -help'.Документацию по Intel Fortran можно найти на Web-страницах: "Intel(R) Fortran Compiler Documentation",   "Intel(R) Fortran Compiler for Linux - Top Technical Issues",   Intel(R) Fortran Compiler for Linux Product Manuals.

    GNU logo

    GNU компиляторы С(gcc) и С++ (g++) Для достижения максимальной производительности программ рекомендуется при компиляции, кроме общих флагов оптимизации (-O2 или -O3, например), использовать флаг '-mtune=core2', указывающий на конкретную архитектуру процессора.


    Form v. 3.1 Версия Form скомпиллирована для 64-разрядной архитектуры AMD x86-64 и превосходит по скорости 32-бит версию. В процессе работы Form интенсивно использует чтение-запись во временные файлы, поэтому, чтобы не замедлять работу программы и не перегружать сеть, следует либо запускать Form на 'DXCore' на локальном диске в подкаталогах каталога /data/dxcore, либо задавать каталог для временных файлов /tmp с помощью ключа '-t /tmp' или в файле установок, например, form.set с помощью строки 'tempdir /tmp'. На файл установок указывает переменная FORMSETUP. Задать свой файл установок можно либо задавая значение этой переменной командой 'setenv FORMSETUP form.set', либо указывая имя файла в командной строке после ключа '-s'. Для преобразования программ из старой версии 2 в формат версии 3 можно воспользоваться утилитой 'conv2to3'.

    Reduce (Free CSL version), 06-Feb-12 Reduce на DXCore - 64-разрядный, способен адресовать более 4 GB памяти (для 32-бит Reduce предел - 128 MB). Если есть необходимость, то 32-разрядный вариант Reduce 3.8 можно запустить командой 'reduce32bit'. DXCore можно рекомедовать, как самую быструю, из установленных в ЛТФ, вычислительную систему для расчётов на Reduce.




    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Производительность

    Результаты некоторых тестов производительности:
    Тест, компилятор / Компьютер, процессор DXCore
    Xeon 5160
    3 GHz
    Opteron1
    Opteron 248
    2.2 GHz
    Unamp
    AthlonMP 2800+
    2.1 GHz
    Theor
    Pentium 4 Xeon
    3.2 GHz
    Up4m
    Pentium 4 Xeon
    2.2 GHz
    Thsun5
    Ultra SPARC
    750 MHz
    PC-2007
    AMD Athlon64
    2.4 GHz
    PC-2007
    Core 2 E6750
    2.66 GHz
    PC-2008
    Core 2 E8400
    3 GHz
    Whetstone, Fortran, millions 11810 2) 7634 2) 4000 3) 3220 2300 470 9350 9250 13600
    Linpack 1000x1000 matrix, Fortran, MFlops 900 2) 363 2) 118 3) 235 300 153 240? 916 1311
    Linpack 200x200 matrix, C 1), MFlops 1700
    1000
    980 1050 850
    167 1400 1800 2020
    Linpack 4000x4000 matrix, C1), MFlops 585 356 114 220 210 58 420 560 630
    Fast Fourier Transform 106 points, Fortran, sec 0.33 2) 0.62 2) 2.0 3) 1.5 1.5 3.2 0.76 0.4 0.29
    Fast Fourier Transform 20011 points, Fortran, sec 0.56 2) 1.5 2) 5.2 3) 1.7 3 9.4 3.4 0.9 0.69
    Fast Fourier Transform 106 points, C++, sec 0.36 4) 0.61 2.1 1.2 1.57 3.7 ? 0.4 0.34
    Fast Fourier Transform 20011 points, C++, sec 0.56 4) 1.7 5.6 1.6 3.6 9.3 4.4 0.8 0.54
    int(1/(sin(x)^31*cos(x)^47),x)$, Reduce 3.7, sec 0.94 1.22 1.34 1.8 2.5 6.1 ? 0.87 0.73
    Integrate[1/(Sin[x]^31*Cos[x]^47),x],
    Mathematica 5), sec
    0.14 0.26 0.52 0.47 0.66 2.4 ? ? 0.17
    f=(a+b+c+d)^50, Form 3, sec 0.14 0.26 0.43 0.35 0.51 1.5 0.3 0.22 0.21
    1) См. полный график результатов теста Linpack
    2) Intel Fortran ver. 10 для 64-bit Linux x86-64
    3) Intel Fortran для 32-bit Linux/x86 ver. 5 (опции -O2 -tpp6)
    4) g++ -O3 -mtune=nocona
    5) Mathematica 5.2 64-bit на DXCore и Opteron1/2 и Mathematica 4 32-bit на остальных компьютерах

    Тесты на Fortran, C и C++ проводились для вычислений с двойной точностью.

    Более новые и более производительные серверы: THEOR2i7K и i7Xi7A и i7B
    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Доступ пользователей

    Все пользователи, зарегистрированные на Unix кластере ЛТФ, автоматически получают доступ к компьютеру DXCore. Для входа на DXCore можно воспользоваться telnet (в пределах сети ЛТФ) или ssh (в пределах сети ОИЯИ). С любой машины Unix кластера ЛТФ можно войти на DXCore набрав команду 'rlogin dxcore', пароль в этом случае не требуется. Если вы используете систему X-Window, то вместо 'rlogin' рекомендуется пользоваться командой 'xon dxcore', при этом запустится программа 'xterm', которая создаст новое окно, в котором будет открыта интерактивная сессия на компьютере DXCore. Домашние директории пользователей на DXCore те же, что для всего кластера ЛТФ.

    Для работы на DXCore с программами интенсивно использующими ввод/вывод данных из файлов выделено пространство на локальном диске в директории /data/dxcore/users. Этот диск доступен также на других серверах ЛТФ в директории с тем же именем. Хранение в '/data/dxcore/users' данных, не связанных непосредственно с вычислениями не допускается.


    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Источники информации



    Компьютерная группа ЛТФ

    6  декабря 2007 г.

    e-mail: super@theor.jinr.ru, telepuzik@theor.jinr.ru e-mail yoda@theor.jinr.ru, godzilla@theor.jinr.ru

    Дата обновления: 2014-04-10 17:47:13

    Valid HTML 4.01!

    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ