Главная страница описания Главная страница ЛТФ

Сервер UNAMP

UNIX Athlon MP (Multi Processor)

  • Введение
  • Аппаратное обеспечение
  • Программное обеспечение
  • Cервер лицензий Mathematica
  • Производительность
  • Доступ пользователей
  • Источники информации
  • Статистика загрузки
  • Наиболее производительные и рекомендуемые для расчётов серверы ЛТФ: i7a и i7b, DXCore, Opteron1 и Opteron2,

    Введение

    Athlon Logo

    Компания Advanced Microdevices (AMD) была известна на протяжении многих лет, как изготовитель процессоров совместимых с процессорами Intel. AMD начинала с простого копирования изделий Intel, но впоследствии, ограниченная лицензионной политикой Intel, вынуждена была заняться самостоятельной разработкой как процессоров, так и микросхем обрамления. В жёсткой конкуренции с Intel компания AMD не только выжила, но и смогла привлечь к себе внимание выпустив процессор Athlon, который по производительности превзошёл процессоры Intel. Однако, до недавнего времени, AMD не предлагала решений для рынка многопроцессорных серверов, чем значительно уступала Intel. Летом 2001 г. AMD вышла на этот рынок с набором микросхем (чипсетом) AMD 760MP, который поддерживал двух-процессорные конфигурации. Привлекательной чертой этого чипсета явилась поддержка модулей памяти DDR SDRAM с удвоенной, по сравнению со стандартными модулями SDRAM, скоростью обмена данными. Дополнительному усовершенствованию подвергся и сам процессор, который получил название Athlon MP. Благодаря технологическим успехам AMD стал возможен выпуск недорогих двухпроцессорных серверов с очень хорошими характеристиками. В рамках проекта UNAMP (UNIXAthlonMP) вниманию пользователей ЛТФ предлагается первый в Лаборатории компьютер 'unamp' на базе высокопроизводительных микропроцессоров Athlon MP работающий под управлением ОС Linux ( в настоящее время Ubuntu 10.04.3 LTS ).


    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Аппаратное обеспечение

    UP2000 mounted in 320 chassis, click to see parts

    В компьютере 'unamp' установлены два процессора Athlon MP работающие на частоте 2.1 GHz (1.2 GHz до 2004 г.), каждый оснащен кэш-памятью второго уровня объемом 512 kB. 'Unamp' укомплектован 3 GB оперативной памяти, 18 GB Ultra160 SCSI жестким диском, двумя сетевыми адаптерами Fast Ethernet 3Com. Основу компьютера 'unamp' составляют корпус высотой 2U, предназначенный для монтажа в 19-ти дюймовую стойку, и системная плата Tyan Thunder K7 (S2462) использующая набор микросхем AMD 760MP. Сборка компьютера - американской фирмы Polywell Computers, Inc. (модель Poly ServerStation 890T), специализирующейся на сборке high-end ПК, рабочих станций и серверов начального и среднего уровней на базе различных процессоров. Поставку компьютера произвела московская фирма "Родник-Софт". Тепловой режим компьютера в данном исполнении очень тяжёлый - без внешнего обдува он не в состоянии работать в стойке. Проблему плохой вентиляции корпуса удалось частично решить изменив направление потоков воздуха некоторых вентиляторов.

    Обновление 2004 г. : Заменены процессоры на Athlon MP 2800+ (2.123 GHz, 512kB L2 кэш, 266 MHz FSB), оперативная память расширена до 3GB. Добавлен Gigabit Ethernet адаптер ReadyLink PCI32.

    Обновление 2008 г. : Вышедший из строя SCSI диск заменён на 200 GB IDE диск Maxtor 6Y200P0. Операционная система заменена на Ubuntu Linux.


    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Программное обеспечение

    Linux Logo

    Компьютер 'unamp' работает под управлением ОС Linux, которая знакома пользователям ЛТФ по компьютеру 'unas1'. По системе команд Linux очень близок к операционной системе Solaris установленной на всех компьютерах Sun Microsystems, переобучения пользователей не требуется. Вместе с тем, в работе команд с одними и теми же названиями имеются некоторые отличия, чаще косметического, а не принципиального характера. Для получения справки по командам Linux следует использовать команду 'man command_name' на компьютере 'unamp'. Некоторые программные пакеты (g77, gcc, reduce и др.) сопровождаются документацией, к которой можно обратится командой 'info', например 'info -f gcc'.

    Следует обратить внимание пользователей на то, что в силу фундаментальных различий между процессорами Athlon (архитектура Intel), процессорами Alpha и процессорами SPARC (на машинах Sun), транслированные программы в машинных кодах (исполняемые файлы, а также 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 трёх разных машинах:

    thsun1:> file /usr/bin/diff
    /usr/bin/diff: ELF 32-bit MSB executable SPARC Version 1, dynamically linked, stripped
    unas1:> file /usr/bin/diff
    /usr/bin/diff: ELF 64-bit LSB executable, Alpha (unofficial), version 1, dynamically linked (uses shared libs), stripped
    unamp:> file /usr/bin/diff
    /usr/bin/diff: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1, dynamically linked (uses shared libs), 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, как под 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 UNAMP:
    Название версия команда X11 документация комментарий
    Компиляторы с языков высокого уровня, средства разработки
    Intel Fortran 77, 90, 95 10.0 ifort   ifort -help, HTML рекомендуемая оптимизация '-O2' или '-fast -march=i686'
    GNU Fortran 77 3.4.6 g77   HTML о компиляторах GNU
    GNU C 4.2.4 gcc   man gcc, info gcc
    HTML
    о компиляторах GNU
    GNU C++ 4.2.4 g++   man g++,
    HTML
    о компиляторах GNU
    GNU Debugger 6.8 gdb   man gdb, info gdb  
    Системы аналитических и численных вычислений
    Reduce 3.8 reduce
    xreduce
    -
    +
    info redref
    PDF, PS
    о Reduce
    Form 3.2 form   PDF текст лицензии, ещё о Form 3
    Mathematica 5.2 Mathematica +    
    Mathematica Kernel 5.2 math -    
    Браузеры, FTP, e-mail и т. п.
    NcFTP 3.2.1 ncftp   HTML FTP клиент для текстового режима
    Lynx 2.8 lynx   man lynx браузер для текстового режима
    Редакторы текстов
    Emacs 22 emacs +/- man emacs
     
    Visual Editor IMproved 7.1 vi   man vim  
    Системы подготовки и просмотра документов
    Ghost Script 8.61 gs +/- man gs работа с PostScript файлами
    Графические средства
    GNU Image Manipulation Program 2.4.5 gimp + man gimp  
    Grace 5.1 grace + HTML
    X Fig 3.2 xfig + man xfig  
    GNU plot 4.2 gnuplot +/- man gnuplot  
    Файл-менеджеры
    Midnight Commander 4.6 mc   man mc, HTML со встроенным FTP клиентом
    File Runner 2.6 fr + TXT со встроенным FTP клиентом
    "+" в колонке "X11" показывает необходимость системы X-Window для работы программы,
    "+/-" означает, что программа может работать, как в текстовом режиме, так и в системе X-Window.

    Fortran Процессор Athlon предлагает достаточно высокую производительность для тех, кому необходимы вычисления с плавающей точкой. Для пользователей, желающих программировать на Fortran, компания Intel предлагает версию компилятора для архитектуры Linux/Intel. Этот компилятор прекрасно подходит и для архитектуры Linux/Athlon. Компилятор поддерживает стандарты Fortran-77, -90, -95. Вызывается компилятор командой 'ifort' (Intel Fortran Compiler). Рекомендуется использовать опцию оптимизации '-O2' или '-fast -march=i686'. Краткую справку по опциям командной строки можно получить по команде 'ifort -help'. Руководство пользователя и другую полезную документацию по данному компилятору Fortran можно найти в каталоге http://thproxy.jinr.ru/pub/doc/fortran/intel/linux/docs60/. Дополнительную полезную информацию можно поискать на Web-страницах Intel: "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, использовать флаг '-mcpu=k6', указывающий на конкретную архитектуру процессора, хотя в действительности архитектура Athlon имеет обозначение k7. Оптимизация под Intel Pentium или PentiumPro ( -mcpu=i586или -mcpu=i686) также должна давать положительный эффект.

    Form v. 3.2 Версия Form для Athlon та же, что для 32-разрядных процессоров Intel. 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 'unamp' на локальном диске в подкаталогах каталога /data/unamp, 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'.

    Следует обратить внимание, на то, что синтаксис языка Form в версии 3 несколько изменился, для преобразования прежних программ в новый вид можно использовать утилиту 'conv2to3'.

    ZIB

    Reduce v. 3.7 Reduce для процессора Athlon тот же, что для процессоров Intel, и, как все 32-разрядные версии Reduce, имеет характерное ограничение в 128 МБайт на доступный для вычислений объём памяти. По умолчанию скрипт /usr/local/bin/reduce задаёт максимальный объём используемой памяти равный 16 МБайт. Для увеличения этого объёма вплоть до предела в 128 МБ следует запускать Reduce другим скриптом, указав в командной строке запуска 'bpsl' после ключа '-td' необходимый объём в байтах. Компьютер 'unamp' можно рекомедовать, как самую быструю из доступных систему для вычислений на Reduce.

    Mathematica Logo

    Mathematica К наиболее ценным качествам компьютера 'unamp' следует отнести превосходную производительность на пакете Mathematica. На 'unamp' установлена версия 4.1 для Linux. В системе предустановлена лицензия на запуск двух ядер (kernel) и двух графических интерфейсов (front-end) пакета Mathematica. Лицензии могут быть использованы любым пользователем, никаких дополнительных настроек не требуется. Для работы с front-end (запускается командой 'Mathematica') требуется использование системы X-Window, для работы в текстовом режиме достаточно любого терминала и соединения по telnet (в этом случае используется команда 'math'). Пользователям, часто и длительное время пользующимся Mathematica, рекомендуется получить индивидуальные лицензии. Координатором выдачи лицензий для Mathematica в ОИЯИ является Владимир Гердт, ЛИТ, gerdt@jinr.ru.

    Сервер лицензий Кроме возможности запускать Mathematica на самом компьютере, 'unamp' имеется возможность запускать Mathematica на персональном компьютере благодаря серверу лицензий работающему на 'unamp'. См. описание на /guide/mathlm.html.


    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Производительность

    Два процессора Athlon, установленные в компьютере 'unamp', обладают суммарной пиковой производительностью 4.8 GFlops (at 1.2 GHz). Достоинство процессора Athlon заключается не только в тактовой частоте, которая выше, чем у современных ему процессоров SPARC, Alpha, но и в удачной внутренней организации. Именно это позволяет ему обгонять на тестах процессоры Intel Pentium III с той же тактовой частотой. Поддержка чипсетом AMD760 памяти типа DDR SDRAM даёт компьютеру 'unamp' двухкратное преимущество перед типичными компьютерами на Intel Pentium III в тестах с интенсивным использованием памяти. Наибольший отрыв в производительности 'unamp' от других доступных систем наблюдается в тестах на пакетах Reduce и Mathematica. На тестах с преобладанием вычислений с плавающей точкой (Fortran, C, C++), в зависимости от конкретной задачи, 'unamp' может почти вдвое обогнать или примерно вдвое уступить другому лидеру - 'unas1'. Если в аналитических расчётах 'unamp', вне сомнения, лидер, то в численных расчётах успех переменный. Пользователям рекомендуется опытным путём самим определить, какой из компьютеров наилучшим образом соответствует требованиям их задач.

    Быстродействующий Ultra160 15000 об./мин. SCSI диск Cheetah, установленный на 'unamp' обеспечивает чтение и запись данных в файлы со скоростью примерно 30-160 MB/sec.

    Результаты некоторых тестов производительности:
    Тест, компилятор / Компьютер, процессор Unamp (с 2004г)
    AthlonMP 2800+
    2.1 GHz
    Unamp (2001г)
    AthlonMP
    1.2 GHz 4)
    Unas1
    Alpha 21264A
    750 MHz
    Thsun4
    Ultra SPARC
    300 MHz
    PC-2000
    Pentium III EB
    600 MHz
    STL2/Linux
    Pentium III EB
    1000 MHz
    Whetstone, Fortran 4000 mln.3) 2300 mln.3) 1750 mln. 220 mln. 370 mln. 1700 mln.3)
    Linpack 100x100 matrix, Fortran - - 300 MFlops 135 MFlops ~180 MFlops  
    Linpack 1000x1000 matrix, Fortran 118 MFlops3) 109 MFlops3) 185 MFlops 43 MFlops 48 MFlops 58 MFlops3)
    Linpack 200x200 matrix, C1) 980 MFlops 550 MFlops 290 MFlops 60 MFlops 200 MFlops 270 MFlops
    Linpack 4000x4000 matrix, C1) 114 MFlops 112 MFlops 150 MFlops 30 MFlops 48 MFlops 56 MFlops
    Fast Fourier Transform 106 points, Fortran 2.0 sec3) 2.2 sec3) 3 sec 5.3 sec   2.3 sec3)
    Fast Fourier Transform 20011 points, Fortran 5.2 sec3) 9.8 sec3) 5.4 sec     15.5 sec3)
    Fast Fourier Transform 106 points, C++ 2.1 sec 2.2 sec 3 sec 5.5 sec   2.45 sec
    Fast Fourier Transform 20011 points, C++ 5.6 sec 15.7 sec 6.2 sec     19 sec
    int(1/(sin(x)^31*cos(x)^47),x)$, Reduce 3.7 1.34 sec 2.22 sec 4.3 sec 15 sec 4.8 sec 3.2 sec
    Integrate[1/(Sin[x]^31*Cos[x]^47),x],
    Mathematica 4
    0.52 sec 0.92 sec 1.8 sec 5.9 sec 2.4 sec 1.48 sec
    f=(a+b+c+d)^50, Form 3 0.43 sec 0.75 sec 0.72 sec 3.7 sec 5.4 sec2) 1.12 sec
    1) См. график результатов теста Linpack и самые свежие результаты для новых компьютеров
    2) На PC-2000 для теста использовался Form версия 1.1 для DOS
    3) Fortran компилятор для платформы Linux/x86: Intel Fortran 5.01 (опции -O2 -tpp6)
    4) Конфигурация компьютера 'unamp' до апгрейда.

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

    См. также описания новых компьютеров: Opteron1, Opteron2 и DXCore.

    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Доступ пользователей

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

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


    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ

    Источники информации



    Компьютерная группа ЛТФ

    21 декабря 2001 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 17:56:03

    Valid HTML 4.01!

    Вверх Главная страница описания Главная страница ЛТФ