NECのＨＰＣへの取り組み〜ＨＰＣクラスタソリューションのご紹介〜

２０１０年１２月１０日

日本電気株式会社
HPC事業部NECのHPCビジネス戦略
アプリケーション特性に応じて、最適なプラットフォームをお客様にご提供
アプリケーション領域
バイオ・化学

構造解析

衝突解析

電磁波解析

HPCクラスタソリューション
Page 2

流体解析

物性

気象・気候

ベクトル型スーパーコンピュータ

ＨＰＣクラスタソリューション
LXシリーズ

HPCクラスタソリューションLXシリーズ▐ HPCクラスタシステムで必要とされる、様々なコンポーネントを組み合わせて、お客様の利用環境やアプリケーションに合わせた最適なシステム／ソリューションをご提供いたします。
計算ノード
ラックサーバ

HPCクラスタ
HPCクラスタシステム
システム

高密度実装サーバ

GPUサーバインターコネクト
インターコネクト
Ethernet

InfiniBand

ファイルシステム
ファイルシステム
NFS

isilon / Panasas
マネージメントソフトウェア
マネージメントソフトウェア
各種ソフトウェア(サーバ監視/ジョブ管理等)

LXFS

LXシリーズ：サーバコンポーネント
インテル®Xeon®プロセッサー搭載サーバ
お客様の利用用途に応じて、最適なサーバをご提案いたします。
Express5800シリーズ

HPC専用サーバ（SuperMicro社製、ＨＰ社製）

用途に応じた様々なラインナップを提供

実装密度の優れたサーバやGPUを搭載可能なサーバなどをラインナップに拡充し、様々なHPCニーズに対応していきます。

・最新プロセッサ Xeon 5600番台を搭載
・InfiniBandによる高速インターコネクトをサポート

ラック型
サーバ

Page 5ブレード型
サーバ

高密度実装
サーバ

ＧＰＵサーバLX シリーズの製品ライナップ
18DIMM 1U

High-end GPU server

LX 114Rc-1

HP ProLiant

Rack server

GPU server

Express5800
Page 6

LX 113Rc-1G

LX 118Tc-4G

High density server

LX 212Rc-1

LX 413Rc-2

Blade server

Express5800

LXシリーズ：サーバコンポーネント(HPC専用サーバ)▐ HPC専用サーバ
 HPC領域向けに特にニーズのある機能をもったHPC専用モデル▐ HPC専用サーバの特長
 高密度実装 オンボードインフィニバンド対応
 GPGPU対応
GPGPU : General-purpose computing on graphics processing units

HPC専用サーバラインナップ
1U-Twin

2U-Twin2

高密度実装モデル

1U-GPU

4U-GPUGPGPU対応モデル

LXシリーズ「高密度実装サーバ」▐ 高密度実装サーバ
1Uのスペースに2ノードという高密度実装タイプのサーバです。
LX413Rc-2：
2Uに4ノード実装
LX212Rc-1：
1Uに2ノード実装

LX212Rc-1

LX413Rc-2▐ 高密度実装サーバの特長
最新Xeon®プロセッサー搭載

省スペース・省電力高まる性能処理ニーズにこたえるため、最新のインテル®Xeon®プロセッサーを搭載します。
インテル社の最新技術であるQPI(QuickPath Interconnect)アーキテクチャにより高い実行性能を実現します。

1Uスペースに2台のサーバを収納という高い実装密度により、省スペース・省電力を実現しています。電源には80 PLUS Gold対応の変換効率92%の高効率電源を採用しています。

高速ネットワークに対応

専門部隊による全国オンサイト保守

オンボードでInfiniBandのインタフェースを搭載し、高いノード間通信性能を実現します。

長年の実績と経験を積み重ねたサポート専門部隊が、全国約400箇所のサービス拠点網を活かし、万が一の障害時にも迅速に対応いたします。

高密度実装モデル▐ 高密度実装 + オンボードインフィニバンドで、設置スペースや電力あたりの性能に優れたシステムを構築します。
サーバ
1U-Twinサーバ [212Rc-1]

2U-Twin2サーバ [413Rc-2]

1Uシャーシに2ノード搭載

2Uシャーシに4ノード搭載

CPU

インテル® Xeon®プロセッサー 5600シリーズ

インテル® Xeon®プロセッサー 5600シリーズ

メモリ

DDR3-1333/1066 Reg. ECC
12DIMM (1GB / 2GB / 4GB / 8GB / 16GB)

DDR3-1333/1066 Reg. ECC
12DIMM (1GB / 2GB / 4GB / 8GB / 16GB )HDD *13.5” SATA 最大23.5” SATA 最大3DDR、QDR

DDR、QDR

InfiniBand*1 RAIDカード増設によりSASディスク搭載可

ノード間ネットワークスイッチ
Voltaire Grid Director™ スイッチ (InfiniBand)LXシリーズ「GPUサーバ」▐ GPUサーバ
NVIDIA社のTeslaを搭載可能なGPUサーバです。
LX113Rc-1G：
2CPU+2GPU構成
LX118Tc-4G：
2CPU+4GPU構成

HP ProLiant：

LX113Rc-1G

LX118Tc-4G

High-end GPU server▐ GPUサーバの特長

HP ProLiant

最新Xeon®プロセッサー搭載

NVIDIA Tesla搭載

高まる性能処理ニーズにこたえるため、最新のインテル®Xeon®プロセッサーを搭載します。
インテル社の最新技術であるQPI(Quick
Path Interconnect)アーキテクチャにより高い実行性能を実現します。

近年、GPUがHPC分野で数値計算用途として利用され始め、GPUの持つ高い演算処理能力に期待が高まっています。LXシリーズではNVIDIA社のTeslaを最大4台搭載し、GPUコンピューティングを実現いたします。

GPUソリューションの提供専門部隊による全国オンサイト保守

GPUのご利用にあたっては、サーバのみならず、CUDA化支援やCUDAコード高速化など、お客様のGPUコンピューティングを強力にバックアップするソリューションもご提供いたします。

長年の実績と経験を積み重ねたサポート専門部隊が、全国約400箇所のサービス拠点網を活かし、万が一の障害時にも迅速に対応いたします。

GPGPU対応モデル▐ GPUが持つ非常に高い演算処理能力を有効に活用することで、従来の研究・開発業務を大幅に加速できる可能性を秘めています。
サーバ
2 x GPUサーバ [113Rc-1G]

4 x GPUサーバ [118Tc-4G]

1UシングルサーバにGPU 2基搭載

4UワークステーションにGPUを最大4基搭載可
別売のラックマウントキットを購入すること
で、19インチラックに搭載することも可能
(4U)

CPU

インテル® Xeon®プロセッサー 5600シリーズ

インテル® Xeon®プロセッサー 5600シリーズ

メモリ

DDR3-1333/1066 Reg. ECC
12DIMM (1GB / 2GB / 4GB / 8GB / 16GB)

DDR3-1333/1066 Reg. ECC
12DIMM (1GB / 2GB / 4GB / 8GB / 16GB)

HDD *13.5” SATA 最大33.5” SATA 最大8 *2GPU

最大2 (モジュールタイプ)

最大4 (カードタイプ)*1 RAIDカード増設によりSASディスク搭載可GPU
NVIDIA® Tesla™ 20シリーズ、NVIDIA® Tesla™ 10シリーズ*2 RAIDカード増設時。標準は最大6

HPCサポート体制▐ NECは、長い経験と豊富な実績のあるHPC向けアプリケーション部隊、HPC技術部隊、PCクラスタサポート部隊を有しています。
▐ 蓄積されたシステム・サポートノウハウや技術力により、お客様へ快適なHPC環境をご提供いたします。
 システムスタック評価、構築 ISVアプリケーションの移植支援・チューニング支援 営業/SEに対する技術支援• 常に最新のPCクラスタ装置を保有し、アプリケーションの動作確認やベンチマークなどを実施
 PCクラスタコンソーシアムなど、社外活動を通してPCクラスタ技術の普及に貢献アプリケーション動作確認、性能評価▐ お客様がご利用しているアプリケーションを、NEC社内環境にて稼動させ、動作確認と性能評価を行います。
弊社の評価環境にて▐ ご提案に近い形での評価により、アプリケーションの動作確認とともに、性能評価システムを置き換えた際に、どのを行います。くらいの性能向上が見込めるかの目安になります。
お客様にご用意頂くもの

評価環境

・利用アプリケーション情報
・評価用入力データ、現行機種での実行時間等
・評価用ライセンス(アプリケーション毎にご相談)

・ノード数
・CPU
・メモリ
・ネットワーク

：xx台
：xxxx
：xxx
：xxx

6
5
4
3
2
10

4CPU

お客様にご提供するもの
・弊社評価環境の情報(HW、SW等)
・評価環境での計算結果
・弊社環境での実行時間(※)※ソースコードをお持ちの場合は、コスト分布等の性能解析情報も含みます。
Page 13© NEC Corporation 2009

貴社現行

通信解析例

弊社環境
8CPU

16CPU

プログラム最適化、移行支援ソリューション
▐ プログラム中の高コスト部分を特定事例(ナノアプリケーション系コードの高速化)（2.7〜4.2倍性能改善）

 プロファイラ等のツールを用いて、プログラム中のボトルネックを特定 並列プログラムでは、処理量のインバランスや通信量等も調査

V01

キャッシュチューニング
＜概要＞
主要演算部分のブロッキングを実施。
キャッシュサイズを入力データで与えて、内部でブロックサイズを計算

V02▐ プログラムの性質に応じた最適化施策を実施

BLAS化
＜概要＞
主要演算部分を行列積に書き換えてブロッキング。さらにblasライブラ
リに置き換え。ブロックサイズを入力データで指定できるように修正

V03 数値計算ライブラリ、MPIライブラリ等を高速なものに置換
 MPI通信の最適化(不要な通信の削除、より高速な通信ルーチンへの置き換え) 逐次コードの並列化(OpenMP, MPI等)

最適化パラメータ探索機能
＜概要＞

V04

主要演算部分で使うブロックサイズに関して、いくつか候補を与え、最速なパラメータを見つけ出す機能。2つのモードがあり、入力データで制御する

18000
16000

▐ PCクラスタへの移行支援
 他アーキテクチャ(SXシリーズやPowerプロセッサ等)からPCクラスタへの移行支援を行います。

実行時間[sec]

14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
032cores64coresV01

Page 14© NEC Corporation 2009

V02

行列積化

128cores行列積化+manual

256coresGPUコンピューティングソリューション
ソリューションメニュー

NECでは、お客様のGPUコンピューティングを強力にバックアップするソリューションメニューをご用意しています。
CUDA化コンサルティング
コード分析

CUDA化支援
コード移植

Page 15

お客様のGPUコンピューティングをバックアップ

CUDAコード高速化
チューニング

導入時トレーニング

導入後問い合わせ講習会

相談窓口