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Clúster
Máquinas de Computación
Cálculo científico

Queremos celebrar con usted nuestro 21 aniversario. Sistemas Informáticos Europeos ha ido recorriendo un largo camino,
hasta llegar a la especialización y conocimiento que tiene actualmente de los clústeres y máquinas de cálculo paralelo. Pero
además esta tecnología conocida genéricamente como HPC, ha sido aplicada específicamente al campo de la Investigación
científica, que tiene unos requerimientos muy concretos, diferentes a lo que se necesita en otras disciplinas.
Gracias a nuestro acuerdo de I+D con el Instituto Rocasolano del CSIC, además de todo el retorno de experiencias que
ustedes nos han reportado y las mejoras realizadas en el tiempo, hemos podido llegar a este momento.
Hoy en día, cientos de científicos calculan con nuestros clústeres y máquinas, no sólo desde España sino en muchos casos
en remoto desde otras partes del mundo. Decenas de Universidades y Centros de Cálculo tanto públicos como privados,
utilizan diariamente nuestros sistemas, que les permiten avanzar en el campo de la Investigación.
Sistemas Informáticos Europeos se siente modestamente orgullosa de haber contribuido con sus desarrollos de plataforma
abierta sobre Linux a todo ello. Todos los sistemas que podrán encontrar en este catálogo tienen 3 años de garantía in situ.
Esto, unido al hecho de no tener que pagar licencias y a los bajos costes de mantenimiento, permite al Investigador calcular
durante la vida útil de nuestros equipos sin hacer inversiones adicionales.
Por todo esto, podemos asegurarle, que si lo que usted busca es aprovechar el tiempo de cálculo lo mejor posible, reducir
al mínimo los problemas y los costes de propiedad, los equipos Sie Ladón constituyen actualmente una de las mejores
opciones en relación calidad-precio.

PROYECTOS
La mejor garantía de nuestra empresa, a parte de los años de experiencia, es la cantidad de Universidades, CSIC, Centros Privados
de Investigación y Laboratorios que disponen de nuestros clústeres. Aquí mostramos la mayoría de ellos. La satisfacción de nuestros
clientes está contrastada y se basa en la dedicación que Sistemas Informáticos Europeos tiene como expertos en clúster y máquinas
de cálculo paralelo.
Queremos agradecer toda la confianza que nos han demostrado estos clientes desde 1999, ya que sin ellos habría sido imposible
llegar hasta aquí. Su dedicación, intercambio de ideas y trabajo, junto a una estrecha colaboración con nuestro departamento
técnico, han dado lugar al nivel tecnológico que actualmente tienen nuestros clústeres.

Nuestros nodos
cumplen criterios
de sostenibilidad
1º Los nodos cada vez ocupan
menos. En estos 12 años
dedicados a cálculo científico,
hemos ido reduciendo el tamaño
de los nodos de 4 u, 2 u, 1 u,
hasta llegar a media U. Esto nos
permite incorporar más nodos en
un mismo rack, con el
consiguiente ahorro de espacio.
Actualmente podemos llegar a
más de 2.000 cores y en breve
hasta 2.500 cores en un solo
armario.
2º Cada vez consumen menos.
Actualmente disponemos de
sistemas que con una fuente de
alimentación de 1.400 w en
punta, alimentan 4 nodos. Esto
supone que tenemos consumos
inferiores a 300 w, menos que un
pc de sobremesa, con mucha
más potencia. Además estos
nuevos sistemas disponen de
placas de extracción en caliente
3º A pesar de la reducción de
espacio, se garantiza la
temperatura de funcionamiento y
el soporte de cálculo a máximo
rendimiento 24x7. Para esto los
túneles de viento internos de
estos nodos y los ventiladores de
refrigeración, tienen que ser de
muy alta calidad. El aumento de
la temperatura, lleva
inmediatamente parejo la
reducción de rendimiento de los
procesadores en Ghz.
Los sistemas de memoria
distribuida con clúster, son
aquellos donde mediante
tecnología de baja latencia por
la red secundaría SAN, somos
capaces de realizar procesos,
que se distribuyen entre varias
máquinas. Esta forma de
trabajar, se usa para gestionar
numerosos trabajos mediante
colas Torque que se ejecutan
sobre entorno MPICH o para
paralelizar trabajos más
grandes que necesitan manejar
muchos procesadores a la vez.
El sistema más novedoso a
este nivel, es el Sie Ladón X de
8 vias, un nuevo concepto:
incorpora un backplane de
tecnología QPI, que permite
soportar 4 placas en las que
se integra en cada una, dos
procesadores Nehalem EX o
Westmere EX. Esto supone que
en una sola máquina, sin buses
intermedios, podemos disponer
de 64 cores, cada uno de ellos,
con la mayor punta en Gflops
(en breve hasta 80 cores).
El concepto de Sistemas
Informáticos de Memoria
Compartida (SIMC), consiste
en soluciones en que todos los
procesadores están integrados
en una sola máquina. De esta
forma, bien a través de
interconexión HiperTransport o
b i e n Q P I ( Q u i c k
PathInterconnect), podemos
compartir conjuntamente
memoria y potencia de cálculo.
Actualmente en esta tecnología
aportamos soluciones de 32,
48 y 64 cores, tanto en
plataforma Intel como AMD.
Esta solución plantea algunas
ventajas importantes, según el
entorno de cálculo paralelo en
que se encuentre:
1º Facilidad de uso: Dado que
no se trata de un clúster, la
facilidad de gestión es mucho
mayor y si el número de cores
es suficiente para la solución
requerida, representa una
solución muy interesante para
pequeños departamentos.
MEMORIA DISTRIBUIDA
VERSUS MEMORIA
COMPARTIDA
Nodos que ocupan y consumen
menos, con reducción del espacio
y garantizando la temperatura de
funcionamiento
2º Economía de escala: Al tener
todos los procesadores
integrados en un solo sistema
Sie Ladón SIMC, se producen
ahorros, tanto en elementos de
interconexión y rack, como de
configuración y gestión
posterior.
3º Compatibilidad: Algunas
aplicaciones, no son capaces
de paralelizar entre varios
nodos, tal es el caso del
conocido Gaussian. En estos
entornos científicos, esta
solución es la única que
permite usar el máximo número
de cores, con este tipo de
software
“Soluciones de 32,
48 y 64 cores, tanto
en plataforma Intel
como AMD”

Los SIE Ladón M, basados en
esta tecnología, son más
económicos y obtienen gran
rendimiento. En la actualidad,
Sistemas Informáticos
Europeos, diseña soluciones
de 32 y 48 cores, hasta 2,6 y
2,3 Ghz respectivamente,
basados en tecnología
MagnyCours. En breve
dispondremos de soluciones
en 64 cores.
Nuestro compromiso con la ciencia queda plasmado en diversos
patrocinios y presencia en congresos que hemos realizado en los últimos
cuatro años. Los más recientes son Nanospain 2011, el 75 aniversario del
EdificioRockefeller, las Bienales de Físicas, QSCP-XIV, 46t EHPRG y
NanoSpain 2010.
Este año estamos presentes en Imaginenano 2011, un congreso que reúne
a 1.500 investigadores nacionales y de Europa y en el que está presente
uno de los Simposium dedicado especialmente HPPC con ponentes de
talla internacional.
Los SIE Ladón X, tienen una mayor velocidad de reloj.
Los procesadores Intel Xeon Nehalem EX y Westmere EX,
permiten llegar hasta los 2,93 Ghz, con consumos inferiores a los
100w. Esto permite que las aplicaciones con gran participación de
enteros, se aceleren de forma espectacular.
También algunos cálculos Montecarlo, aprovechan esta punta de
velocidad. Sin embargo, el precio por nucleo y el consumo, resulta
más elevado y por tanto, también las soluciones en las que se
basan.

Una nueva
revolución
El nuevo SieLadon GPU, permite
usar los nuevos procesadores
NVIDIA Tesla de la serie 2050 y
2070. Las limitaciones han sido
suprimidas. Los nuevos
procesadores (a diferencia de las
series 1000), ya soportan doble
precisión en los cálculos de forma
nativa con rendimientos de hasta
630 Gflops, la memoria ECC
incorporada es DDR5 y llega hasta
los 6 GB de RAM.
La revolución de la GPU
Llega al cálculo científico probablemente la revolución
más grande desde el paso de los 32 a 64 bits. De hecho
esta nueva tecnología ha conseguido desbancar al
Jaguar, el clúster más potente del mundo.
Usando procesadores GPU (GraphicProcessorUnit)
llegamos a potencias nunca imaginadas hasta ahora.
El nuevo Sie Ladón GPU, permite usar los nuevos
procesadores NVIDIA Tesla de la serie 2050 y 2070. Las
limitaciones han sido suprimidas. Los nuevos
procesadores (a diferencia de las series 1000), ya
soportan doble precisión en los cálculos de forma nativa
con rendimientos de hasta 630 Gflops, la memoria ECC
incorporada es DDR5 y llega hasta los 6 GB de RAM.
Todo esto por cada tarjeta. Los nuevos nodos SieLadon
GPU, ya soportan hasta un total de 4 tarjetas, lo que
permite obtener una potencia de cálculo de hasta 2,5
Tflops.
Toda esta potencia, sigue manteniendo la compatibilidad
CUDA, pero en la nueva generación ha sido
incrementada con la tecnología Fermi. Hasta ahora, esta
tecnología no había estado muy presente en el cálculo
científico por la falta de aplicaciones que la soportaran.
Sin embargo, actualmente, cada vez existen más
librerías y compiladores para sacarle el máximo partido.
Aplicaciones de cálculo numérico como Matlab,
Mathematica y NI LabView, ya están migradas para esta
tecnología. Es posible programar con los compiladores
más extendidos: C, C++, Fortran, Java, Python, etc. Las
librerías cada vez son más numerosas: BLAS, FFT,
LAPACK, etc.
Esto abre un panorama muy potente. El hecho de tener
en una sola máquina, la potencia de cálculo que
teníamos antes en un clúster y con menos de la décima
parte de consumo y espacio, va a permitir que en los
próximos años, la capacidad de nuestros sistemas
crezca exponencialmente. Imagínese como científico,
que Sistemas Informáticos Europeos, ya integra
soluciones con estas máquinas de HPC, donde cada
nodo es interconectado con los demás mediante
tecnología Infiniband de 40 Gb/s, lo que permite sacar el
máximo partido sin cuellos de botella.
Gracías a los nodos Sie Ladón GPU enrackables en una
sola 1 U y que permiten integrar dos GPU, en un solo
rack, podemos albergar con tecnología GPU una
potencia de cálculo de más de 45 Tflops, con un
consumo inferior a 50 KW. Imagínese que solo hace un
año, con tecnología CPU, necesitábamos una sala
entera y varias cabeas para respaldar esta potencia. El
beneficio ecológico de esta tecnología es muy
considerable y sin embargo, rivaliza en prestaciones con
máquinas del top 500.

El éxito de los equipos Sie Ladón se basa en la experiencia que nos han transmitido nuestros clientes. Esto conjuntamente
con el acuerdo de I+D con el Instituto Rocasolano, nos ha permitido desarrollar sistemas que han fortalecido nuestros clústeres
y máquinas de cálculo que ofrecemos. Todos ellos están basados sobre código abierto Linux y plataformas estándar, lo que
permite reducir a los investigadores los costes de propiedad. Entre ellos cabe destacar:
SISTEMAS DE CONTROL
SIE NETEMPERATURE
Basado en un pequeño dispositivo
hardware, que dispone de una
sonda de temperatura
independiente del propio cluster, se
establecen dos niveles de alerta:
Nivel A: Puesto que el clúster no
debe superar los 25º C, cuando
llega a esta temperatura, que se
considera anormal en una sala
refrigerada, el sistema avisa
mediante email o sms al operador
de esta subida. El sistema no se
detiene.
Nivel B: Si llega a los 35º C, el
servidor lanza a los nodos un script
de apagado. Pasados unos
minutos, se apaga a sí mismo,
dejando un log de la temperatura
máxima alcanzada. De esta forma
se salvaguarda la integridad del
sistema hasta que sea arrancado
por un operador, no produciéndose
ninguna pérdida de datos en los
cálculos que se encontraba
realizando.
El sistema es autónomo con
acceso mediante una IP. Se puede
gestionar vía web o integrado en
una consola de alertas SNMP. Este
sistema se ideó porque nuestros
ingenieros descubrieron que en la
mayoría de los casos, al irse la luz,
los servidores seguían
funcionando normalmente, gracias
a las SAI. No así, los sistemas de
aire acondicionado; además al
restituirse la energía eléctrica, no
son rearmados de forma
automática. Adicionalmente las
averías en aires acondicionados
son mucho más habituales que en
los sistemas de alta tecnología
CONECTIVIDAD CLUSTER
Los clústeres SIE utilizan dos redes
independientes e internas, una
para datos y otra para cálculos
(mejorando así el rendimiento en
cálculos paralelos).
En la red de datos se usa
tecnología Gigabit para obtener
buen rendimiento en el volumen de
datos a mover. En la red de cálculo,
hemos implementado dos
tecnologías dependiendo de las
necesidades del cliente:
GESTIÓN REMOTA IPMI
La gestión remota del cluster y NAS
mediante alertas por e-mail y KVM
over LAN, permiten actuaciones
proactivas antes de que se
produzca la avería y caída del
sistema. SIE entrega sin costo
adicional para el cliente, un
software de gestión que permite
desde máquinas Windows y Linux
gestionar más de 200 nodos, con
20 sesiones concurrentes de
monitorización.
PROTOCOLO GM2 (Myrinet)
sobre Gigabit
Hemos realizado una
implementación sobre código
abierto, que nos permite usar el
protocolo de baja latencia GM2
sobre hardware Gigabit y 10
Gigabit. Esta solución es ideal para
pequeños sistemas HPC, dado que
no incrementamos el coste de
propiedad, que supone la
adquisición de hardware de redes
de baja latencia. Nuestros
ingenieros han comprobado que
este sistema es ideal para la
paralelización entre 3-4 nodos, que
para muchos investigadores es
suficiente. Además, esta solución
es muy interesante para muchos
departamentos que tienen acceso
a centros de supercomputación y
para los cuales ya tienen
desarrollados programas para
tecnología Myrinet. Este protocolo
reduce el tiempo de latencia a 5-6
milisegundos frente a los 60 ms del
protocolo TCP/IP, permitiendo usar
la paralelización basada en MPICH
con la solución de colas Torque que
implementamos.
INFINIBAND
Sistemas Informáticos Europeos
suministra la tecnología Infiniband
de IV generación, con anchos de 20
y 40 Gb/s en modo 4x, 8x y 12x,
compatible con la anterior de 10
Gb/s. Actualmente es el sistema de
mayor ancho de banda y líder en
cálculo científico. Aporta tiempos
teóricos de latencia de 160ns; los
reales están en torno a los 4-5 ms.
Este sistema de intercomunicación,
pensado principalmente para
clústeres de mediano y gran
tamaño, nos permite ofertar
soluciones de gama alta de 36 a
648 puertos.
GM2
La solución de GM2 sobre Gigabit
ha sido el último desarrollo de I+D
entre el CSIC y los ingenieros de
Sistemas Informáticos Europeos.
Basado todo el sobre plataforma
abierta y libre de royalties, permite
usar a los investigadores redes de
baja latencia a coste cero.
Basado en el “Myricom's Myrinet
Express protocol”, permite que
todas las API implementadas sobre
los sistemas Myrinet de hardware
propietario, puedan ser usadas
sobre esta plataforma Gigabit
utilizada en los sistemas SIE Ladón
y sobre las tarjetas 10G que nuestra
empresa comercializa. Proporciona
alto rendimiento de paso de
mensajes y compatibilidad MPI, sin
costes hardware adicionales.
Las pruebas realizas por nuestra
empresa demuestran que el
protocolo Open-Mx obtiene un gran
rendimiento sobre redes 10G, pero
sobre redes 1000 Mbps, solo es
adecuado para paralelizar entre un
máximo de 4 nodos, lo que le hace
ideo para clúster pequeños.

SIE LADON MEGASTORE III
VENTAJAS TECNICAS
Clúster
Sistemas de almacenamiento
Cálculo científico
Sucesor de los modelos Megastore anteriores y con cada vez más capacidad y velocidad de acceso, soluciona el problema de muchos departamentos
que necesitan almacenan una ingente cantidad de datos, al realizar sus cálculos matemáticos. Estos datos, deben mantenerse seguros y accesibles en
repositorios de acceso común.
Los clústeres están diseñados para mantener y almacenar los datos mientras se realizan los cálculos matemáticos, pero no para almacenamiento histórico,
a donde tendrán que acceder con seguridad y comodidad distintas personas del grupo de investigación. Sistemas Informáticos Europeos ha desarrollado
sistemas que permiten un almacenamiento masivo de datos, controlando el acceso a ellos y garantizando que no haya pérdida de datos.
Nuestra compañía ofrece como tope de gama el SIE LADÓN MEGASTORE III. Se trata de una solución que parte de una configuración de solo 2 U y 20
TB hasta 628 TB. Esta solución permite gran seguridad dado que implementa RAID 6 o RAID 5 +Hotspare. Con las tecnologías SAS II y SATA II a 6 GB/s,
así como los discos duros de estado sólido, hemos aumentado aun más la velocidad y reducido el consumo. Estos sistemas permiten comportarse
simultáneamente cómo NAS e i-SCSI de forma concurrente sin pérdida de rendimiento. De serie equipan 2 interfaces Gigabit, pero pueden ser añadidos
hasta un total de 5, incorporando tecnologías de Fiber-Channel, 10 Gigabit cobre, 10 Gigabit fibra y / o Infiniband (IPoIB). La implementación TCP/IP sobre
esta tecnología, es muy interesante, pues permite integrar nuestros Megastore, en entornos donde ya hay redes Infiniband para cálculo científico con una
inversión mínima. IPoIB aporta un rendimiento estimado de 20 Gb/s sobre Infiniscale IV de 40 Gb/s.
Interface Web de manejo sencillo e intuitivo, que no exige la necesidad de conocimiento Linux avanzados. Nueva implementación de sistema operativo
sobre disco de estado sólido que mejora mucho el rendimiento. Nuevo sistema de actualizaciones on line, sin pérdida de servicio. Replicación de volúmenes
con posibilidad de creación de SnapShot dentro del propio sistema. Soporta múltiples interface de red simultaneas. Seguridad IP-SEC, para
comunicaciones encriptadas. Adaptive Load Balancing (ALB) y adapter Fault Tolerance ( AFT) sobre las dos tarjetas Gigabit que implementa de serie.
Tareas automatizadas y programadas (incluso de apagado de sistema). Perfecta integración con SAI´s del fabricante APC. Utilidades de backup para
hacer copias programadas de los volúmenes i-SCSI y NAS. Soporta el uso de multi CPUs mediante programación de tramas que mejoran los procesos
de backup, reduplicado, reconstrucción, asignación, etc (hasta 32 cores)
Nuevos servicios entre varios NAS como son: Clustering (sobre
switch dedicado), Data Replication (programado en horas valle en
redes Campus) y Volume Replication (soporta servicio sobre
Internet) Tecnología SMART de autocorrección de errores en
tiempo real. Aviso en caso de fallo grave mediante email, tanto el
cliente como nuestra compañía para realizar tareas preventivas.
Distinto nivel de derechos de gestión para diversos administradores
del sistema. Gestión del sistema que permite mediante varias
pulsaciones: reseteo del password de administrador, reseteo de la
IP, apagado ordenado, etc, siempre sin pérdida de datos. Garantía
de 3 años in situ de serie con respuesta día siguiente.