Серверы i7A и i7B

Введение

За последние годы (2005-2010) штатная тактовая частота новых процессоров так и не перешагнула рубеж в 4 ГГц. Тем не менее процессоры продолжали совершенствоваться. Процессоры с 4-мя и более ядрами стали обычным компонентом при сборке высокопроизводительных ПК. Электрические параметры всех современных процессоров позволяют им работать на частотах на 10-50% выше штатной. По сути дела, частота ограничивается тепловыми потерями в процессоре, которые с ростом частоты превышают возможности системы охлаждения. При использовании для охлаждения жидкого азота были поставлены выдающиеся рекорды скорости. Однако, современные воздушные системы охлаждения, использующие тепловые трубки и крупногабаритные радиаторы, тоже позволяют увеличивать частоту процессора без риска перегрева.

Разработчики процессоров Intel используют скоростной запас ядер процессоров для временного повышения частоты, когда это требуется приложением и когда суммарное тепловыделение всех ядер не превысит допустимое значение. И это делается со штатными системами охлаждения! Разработчики системных плат также позволяют увеличивать частоты системных шин настолько, насколько это позволяют параметры системной логики и конструкция самой платы. В частности, стандартной является возможность увеличения частоты шины памяти. В настоящее время доступна память с весьма широким диапазоном скоростей, хотя цена быстродействующей памяти весьма высока. Память, работающая на повышенной частоте, иногда требует повышения напряжения питания со стандартных для DDR3 1.5В до 1.65В, что приводит к увеличению рассеяния тепла и необходимости установки радиаторов на модули или/и их обдуву дополнительным вентилятором. Повышения напряжения питания при повышении частоты требуется для стабильной работы и процессора и других подсистем компьютера. Добиться стабильной работы компьютера на повышенной частоте это, по сути, искусство, но разработчики BIOS сделали умеренный "разгон" доступным для широких масс пользователей. Установки в BIOS Setup стали очень удобными, с автоматической подстройкой напряжений и частот. При неудачном выборе настроек компьютер может не запуститься, но, в этом случае, при повторном включении питания, BIOS автоматически сбрасывает настройки к безопасным значениям. Тем не менее, необходимо соблюдать осторожность, так как чрезмерное повышение напряжения может необратимо повредить компоненты компьютера. Разработчики системных плат прилагают к своим изделиям специальные утилиты, которые автоматически перебирают настройки до получения стабильной работы на повышенной частоте.

На начало 2011 г. наиболее привлекательными процессорами для построения высопроизводительного, но умеренного по цене ПК или сервера, являются четырёх-ядерные процессоры Intel i7 для сокета 1366, который, в отличие от младших братьев для сокета 1156, поддерживает до 3-х вместо 2-х каналов памяти. Соответственно, требуется набор системной логики X58, который позиционировался Intel для применения в недорогих серверах, но сейчас часто выбирается для построения высокопроизводительных ПК. Вниманию пользователей ЛТФ предлагаются два новых сервера 'i7A' и 'i7B'на базе 4-ядерных процессоров Intel i7-950 с номинальной тактовой частотой 3 GHz, но реально работающих на частоте 4ГГц!

Аппаратное обеспечение

В компьютерах 'i7A' и 'i7B' установлены по одному четырёх-ядерному процессору Intel i7 950 работающему на частоте 4 ГГц (24x167MHz). Процессоры оснащены кэш-памятью второго уровня объемом 8 МБ (2МБ на ядро). Серверы укомплектованы 24 ГБ оперативной памяти типа DDR3 1333 МГц, SSD (Solid State Disk) диском - для операционной системы и двумя SATA дисками WDC WD1004FBYZ-0 по 1000 ГБ каждый - для данных, двумя сетевыми адаптерами Gigabit Ethernet и одним 10 Gigabit Ethernet.

Собраны серверы в улучшенных корпусах для ПК, модель Miditower Ascot '6ZRA-BS' (620 ВТ блок питания, удобные салазки для 3.5" дисков, возможность установки дополнительных 120мм вентиляторов). Процессор охлаждается великолепным кулером Noctua "NH-U12P Special Edition SE2" башенного типа с тепловыми трубками. Обдувается он двумя 120 мм вентиляторами на скорости 1300 об/мин, благодаря чему при полной нагрузке на процессор температура самого горячего ядра не превышает 80 градусов. Шесть модулей памяти по 4ГБ обдуваются специальным вентилятором Zalman 'ZM-RC1000'. Несмотря на множество вентиляторов в системе, их высокая эффективность при невысоких оборотах позволила создать мощную, но не шумную конфигурацию.

Обновление i7A в 2016 г. : После выхода из строя системной платы на i7A он был заново собран из работоспособных частей, нового блока питания Thermaltake TR2 S 700W, новой системной платы Supermicro X9SRA и оставшихся после апгрейда theor2 8-ядерного процессора Xeon E5-2690 (2.9 GHz) и 128 GB ECC RAM. На i7A для более стабильной работы перенесён с i7K GPU Nvidia GTX-680. Файловая система /data/i7a размещена на отказоустойчивом массиве RAID1 из более производительных, чем прежние диски Seagate, дисков Western Digital WDC WD1000CHTZ-0.

Программное обеспечение

Компьютер i7a(b) работает под управлением 64-бит ОС Linux, идентичной операционной системе, установленой на серверах DXCore. На i7a(b) установлена полностью 64-разрядная версия Linux - Debian 9 (Stretch). 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).

прочее программное обеспечение аналогично тому, что установлено на DXCore
"+" 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 i7 обеспечивает отличную 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.

Oracle Solaris Studio: документация, Oracle Technology Network

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. 4 Версия Form скомпиллирована для 64-разрядной архитектуры 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 'i7a(b)' на локальном диске в подкаталогах каталога /data/i7a(b), 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'.

Производительность

1) См. полный график результатов теста Linpack
2) O.C. - означает OverClocked - повышенная частота

Доступ пользователей

Все пользователи, зарегистрированные на Unix кластере ЛТФ, автоматически получают доступ к компьютеру i7a(b). Для входа на i7a(b) можно воспользоваться telnet (в пределах сети ЛТФ) или ssh (в пределах сети ОИЯИ). С любой машины Unix кластера ЛТФ можно войти на i7a(b) набрав команду 'rlogin i7a' или 'rlogin i7b', пароль в этом случае не требуется. Если вы используете систему X-Window, то вместо 'rlogin' рекомендуется пользоваться командой 'xon i7a'(xon i7a), при этом запустится программа 'xterm', которая создаст новое окно, в котором будет открыта интерактивная сессия на компьютере i7a(b). Домашние директории пользователей на i7a(b) те же, что для всего кластера ЛТФ.

Для работы на i7a(b) с программами интенсивно использующими ввод/вывод данных из файлов выделено пространство на локальном диске в директориях /scratch, /data/i7a/users, /data/i7b/users. Для пользователей через 10 Gbit/s сеть доступна также высокоскоростная файловая система большого объёма в директории /data/big, квота составляет 100 Гбайт на пользователя. Хранение в /scratch, /data/big/users и /data/i7a(b)/users данных, не связанных непосредственно с вычислениями не допускается.

Источники информации

• Intel X58 Express Chipset
• Previous Generation Intel^® Core^™ i7 Processor
• Системная плата ASUS P6T Deluxe V2
• CPU Benchmarks
• 64-bit computing in theory and practice: AMD and Intel make the leap to 64 bits
• The Joy of 64-Bit Fortran,
• Битва титанов: Opteron против Xeon,
• SPEC CPU2000. Part 22: Intel C++/Fortran Compiler 9.0, 64-bit Code
• Open64 Project (C,C++,Fortran Compilers)
• Open64 at AMD site
• Debian Project
• Debian -- AMD64 Port
• GNU Project
• The Reduce Computer Algebra System
• Mathematica
• Программа Form
• Intel^® Core^™ i7 Temperatures
• Intel^® Core^™ i7 Desktop Processor. Integration overview (LGA1366-land package)

Компьютерная группа ЛТФ

5  июля 2011 г.

Дата обновления: 2018-12-04 19:06:32