رد استورم (محاسبات)

**رد استورم (Red Storm)** یک معماری ابررایانه بود که برای برنامه شبیه‌سازی و محاسبات پیشرفته اداره ملی امنیت هسته‌ای وزارت انرژی ایالات متحده طراحی شد. شرکت کری (Cray, Inc) این سامانه را در سال 2004 آن را  بر پایه مشخصات معماری ای که توسط آزمایشگاه‌های ملی ساندیا ارائه شده بود،توسعه داد. این معماری بعداً با نام کری XT3 به صورت تجاری عرضه شد.

رد استورم یک سامانهٔ پردازش موازی عظیم، پارتیشن‌بندی‌شده و با فضای اشتراکی بود که به‌صورت تنگاتنگ به یکدیگر متصل می‌شد و از شبکهٔ مش سه‌بعدی با کارایی بسیار بالا بهره می‌برد. پردازنده‌های آن از نوع **[[اوپترون|AMD Opteron]]** بودند و همراه با ماژول‌های استاندارد حافظهٔ **[[ماژول حافظه خطی دوگانه|DIMMs]]** به‌کار می‌رفتند. تنها تراشهٔ سفارشی (ASIC) به‌کاررفته در این سامانه **SeaStar** نام داشت که ترکیبی از کارت شبکه و روتر بود و از یک هستهٔ مبتنی بر **PowerPC 440** استفاده می‌کرد.

در زمان استقرار در سال ۲۰۰۵، پیکربندی اولیهٔ رد استورم شامل **۱۰٬۸۸۰ پردازندهٔ اپترون تک‌هسته‌ای ۲٫۰ گیگاهرتزی** بود که از میان آن‌ها **۱۰٬۳۶۸ پردازنده** به محاسبات علمی اختصاص داشتند. **۵۱۲ پردازندهٔ** دیگر وظیفهٔ پشتیبانی از محاسبات، ارائهٔ رابط کاربری سامانه و اجرای نسخه‌ای از لینوکس را بر عهده داشتند. این نصب اولیه از **۱۴۰ کابینت** تشکیل می‌شد و در مجموع **۲۸۰ مترمربع** (۳٬۰۰۰ فوت مربع) فضا را اشغال می‌کرد.

ابررایانهٔ **رد استورم** به‌گونه‌ای طراحی شده بود که از یک کابینت تا صدها کابینت به‌صورت گسترده و کارآمد مقیاس‌پذیر باشد و در طول عمر خود دو بار مورد ارتقای عمده قرار گرفت. در سال ۲۰۰۶، این سامانه به پردازنده‌های دو هسته‌ای ۲٫۴ گیگاهرتزی Opteron ارتقا یافت و یک ردیف پنجم از کابینت‌های محاسباتی نیز به آن افزوده شد؛ در نتیجه، تعداد هسته‌های پردازشی به بیش از **۲۶٬۰۰۰ هسته** رسید. این ارتقا، اوج عملکرد سامانه را به **۱۲۴٫۴ ترافلاپس** (و **۱۰۱٫۴ ترافلاپس** در اجرای بنچمارک LINPACK) افزایش داد.دومین ارتقای بزرگ در سال ۲۰۰۸ انجام شد و طی آن فناوری **Cray XT4** معرفی گردید؛ این به‌روزرسانی شامل استفاده از پردازنده‌های چهار هسته‌ای Opteronو افزایش حافظه به **۲ گیگابایت برای هر هسته** بود. این ارتقا، حداکثر عملکرد نظری سامانه را به **۲۸۴ ترافلاپس** رساند.

رتبه‌بندی عملکرد رد استورم در بین ۵۰۰ بازی برتر پس از هر ارتقا:

* نوامبر ۲۰۰۵: رتبه ۶ (۳۶.۱۹ ترافلاپ) 
* نوامبر ۲۰۰۶: رتبه ۲ (۱۰۱.۴ ترافلاپ) 
* نوامبر ۲۰۰۸: رتبه ۹ (۲۰۴.۲ ترافلاپ) 

رد استورم برای **محاسبات قابلیت‌محور** طراحی شده بود؛ بدین معنا که یک برنامهٔ واحد می‌توانست روی **کل سامانه** اجرا شود. این رویکرد در مقابل **محاسبات ظرفیت‌محور** در معماری‌های خوشه‌ای قرار می‌گیرد، جایی که بخش‌های مختلف یک خوشه به اجرای برنامه‌های گوناگون اختصاص داده می‌شوند. برای دستیابی به عملکرد مطلوب یک برنامه در مقیاس کل ماشین، توان پردازشی، کارایی زیرسامانهٔ حافظه و شبکه باید در تعادلی مناسب با یکدیگر قرار می‌گرفتند. افزون بر این، **نرم‌افزار سیستمی** نیز نقش مهمی در این توازن ایفا می‌کرد.

رابط برنامه‌نویسی شبکه‌ای **Portals** برای تضمین مقیاس‌پذیری ارتباط میان پردازنده‌ها تا ابعاد کل سامانه به‌کار گرفته شده بود. این API پیش‌تر در بسیاری از ابررایانه‌های دیگر، از جمله Intel Teraflops و Paragon نیز استفاده شده بود. پردازنده‌های محاسباتی روی یک **هستهٔ سبک‌وزن سفارشی** به نام **Catamount** اجرا می‌شدند که بر پایهٔ سیستم‌عامل ASCI Red موسوم به «Cougar» توسعه یافته بود.

همچنین یک پیاده‌سازی فضای کاربری از سامانهٔ فایل **Lustre** با نام **liblustre**، با استفاده از کتابخانهٔ **libsysio** برای محیط Catamount پورت شد تا قابلیت‌هایی مشابه POSIX فراهم کند. این کلاینت فایل‌سیستم در محیط **تک‌ریسمانی و بدون وقفهٔ Catamount** اجرا می‌شد و تنها زمانی درخواست‌های ورودی/خروجی را پردازش می‌کرد که برنامه به‌طور صریح اجازه می‌داد؛ روشی که برای کاهش **[[لغزش (مخابرات)|jitter]]** ناشی از عملیات پس‌زمینهٔ فایل‌سیستم طراحی شده بود.

رد استورم در سال ۲۰۱۲ از رده خارج شد. 

## منابع

رده:رایانش موازی
رده:وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا