เอเอสซี เรด

ASCI Red ที่มองเห็นได้จากภายในห้องปฏิบัติการ Sandia Labs
คล่องแคล่ว	ใช้งานได้สองในสามในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2540 ใช้งานได้เต็มรูปแบบในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2540 [ 1 ]ปลดประจำการในปี พ.ศ. 2549 [ 2 ]
ผู้สนับสนุน	บริษัทอินเทล[ 1 ]
ผู้ปฏิบัติงาน	ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดียกระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา
ที่ตั้ง	ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดียสหรัฐอเมริกา
พลัง	850 กิโลวัตต์
ระบบปฏิบัติการ	คูการ์ / TOS ( อนุพันธ์ของ เคอร์เนล Mach )
ช่องว่าง	1,600 ตารางฟุต( 150ตารางเมตร) [ 3 ]
หน่วยความจำ	1212 กิกะไบต์
ความเร็ว	1.3 เทราฟลอป (สูงสุด) [ 1 ]
อันดับ	TOP500 : 1 มิถุนายน 2543 [ 4 ]
วัตถุประสงค์	การทดสอบวัสดุนิวเคลียร์และอื่นๆ
มรดก	ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ทำคะแนนได้เกิน 1.0 เทราฟลอปในการทดสอบLINPACK
เว็บไซต์	เว็บอาร์ไคฟ์

ASCI Red (หรือที่รู้จักกันในชื่อASCI Option RedหรือTFLOPS ) เป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่สร้างขึ้นภายใต้โครงการ Accelerated Strategic Computing Initiative ( ASCI ) ^{[ 5 ] [ 6 ]}ซึ่ง เป็นโครงการ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของรัฐบาลสหรัฐอเมริกาที่สร้างขึ้นเพื่อช่วยในการบำรุงรักษาคลังอาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาหลังจากการระงับการทดสอบนิวเคลียร์ ในปี 1992

ASCI Red ถูกสร้างขึ้นโดย Intel และติดตั้งที่Sandia National Laboratoriesในช่วงปลายปี 1996 การออกแบบนั้นอิงตาม คอมพิวเตอร์ Intel Paragonเป้าหมายเดิมคือการสร้างเครื่อง teraflop ที่แท้จริงภายในสิ้นปี 1996 ซึ่งสามารถรันแอปพลิเคชัน ASCI โดยใช้หน่วยความจำและโหนดทั้งหมดภายในเดือนกันยายน 1997 ได้สำเร็จ^{[ 7 ]} รัฐบาลสหรัฐฯ ใช้เครื่องนี้ตั้งแต่ปี 1997 ถึง 2005 และเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกจนถึงปลายปี 2000 ^{[ 4 ] [ 6 ]}เป็นเครื่อง ASCI เครื่องแรกที่กระทรวงพลังงานได้มา^{[ 6 ]}และยังเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ทำคะแนนได้มากกว่าหนึ่งteraflopsใน การทดสอบ LINPACKซึ่งเป็นการทดสอบที่วัดความเร็วในการคำนวณของคอมพิวเตอร์ การอัปเกรด ASCI Red ในภายหลังทำให้สามารถทำงานได้มากกว่าสอง teraflops

ASCI Red มีชื่อเสียงในด้านความน่าเชื่อถือที่ผู้เชี่ยวชาญบางคนกล่าวว่าไม่เคยมีใครเอาชนะได้ ผู้อำนวยการ Sandia Bill Camp กล่าวว่า ASCI Red มีความน่าเชื่อถือดีที่สุดในบรรดาซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เคยสร้างมา และ “ถือเป็นจุดสูงสุดของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในด้านอายุการใช้งาน ราคา และประสิทธิภาพ” ^{[ 8 ]}

ASCI Red ถูกปลดประจำการในปี พ.ศ. 2549 ^{[ 2 ]}

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ASCI Red เป็น คอมพิวเตอร์แบบ MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) ที่ใช้หน่วยความจำแบบกระจายและส่งข้อความ การออกแบบนี้ให้ความสามารถในการปรับขนาดสูงสำหรับ I/O หน่วยความจำ โหนดประมวลผล ความจุในการจัดเก็บ และการสื่อสาร นอกจากนี้ อินเทอร์เฟซแบบขนานมาตรฐานยังทำให้สามารถพอร์ตแอปพลิเคชันแบบขนานไปยังเครื่องได้ เครื่องนี้มีโครงสร้างเป็นสี่ส่วน ได้แก่ ส่วนประมวลผล ส่วนบริการ ส่วน I/O และส่วนระบบ แอปพลิเคชันแบบขนานทำงานในส่วนประมวลผล ซึ่งประกอบด้วยโหนดที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับประสิทธิภาพการคำนวณจุดลอยตัว โหนดประมวลผลมีเฉพาะคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการคำนวณที่มีประสิทธิภาพเท่านั้น ไม่ได้มีไว้สำหรับบริการแบบโต้ตอบทั่วไป ส่วนบริการมีโฮสต์แบบบูรณาการที่ปรับขนาดได้ซึ่งรองรับผู้ใช้แบบโต้ตอบ (เซสชันการเข้าสู่ระบบ) การพัฒนาแอปพลิเคชัน และการบริหารระบบ ส่วน I/O รองรับ I/O ดิสก์ ระบบไฟล์แบบขนานที่ปรับขนาดได้ และบริการเครือข่าย ส่วนระบบรองรับการบูตเริ่มต้นและความสามารถด้านความน่าเชื่อถือ ความพร้อมใช้งาน และการให้บริการ (RAS) ของระบบ^{[ 7 ]}

พาร์ติชั่นบริการช่วยรวมส่วนต่างๆ ของ ASCI Red เข้าด้วยกันทั้งหมด โดยจัดเตรียมโฮสต์ที่ปรับขนาดได้สำหรับผู้ใช้ และใช้สำหรับการบริหารระบบทั่วไป^{[ 1 ]}พาร์ติชั่น I/O ให้บริการระบบไฟล์และบริการเครือข่าย และพาร์ติชั่นบริการประกอบด้วยหน้าจอเข้าสู่ระบบ เครื่องมือสำหรับการพัฒนาแอปพลิเคชัน และยูทิลิตี้สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่าย^{[ 5 ]}พาร์ติชั่นประมวลผลประกอบด้วยโหนดที่ออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพการคำนวณจุดลอยตัว นี่คือที่ที่การประมวลผลจริงเกิดขึ้น^{[ 5 ]}โหนดประมวลผลแต่ละโหนดรองรับโปรเซสเซอร์ Pentium Pro 200 MHz สองตัว แต่ละตัวมี แคชระดับ 1 ขนาด 16 KB และแคชระดับ 2 ขนาด 256 KB ซึ่งต่อมาได้รับการอัปเกรดเป็นโปรเซสเซอร์ Pentium II OverDrive 333 MHz สองตัว[ 9 ^{]แต่ละตัว} มี แคชระดับ 1 ขนาด 32 KB และ แคชระดับ 2 ขนาด 512 KB ตามข้อมูลของIntelคอมพิวเตอร์ ASCI Red ยังเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่เครื่องแรกที่สร้างขึ้นจากส่วนประกอบเชิงพาณิชย์ทั่วไปทั้งหมดอีกด้วย^{[ 10 ]}

พาร์ติชั่นทั้งหมดของ ASCI Red เชื่อมต่อกันเพื่อสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องเดียว อย่างไรก็ตามในขณะเดียวกัน โหนดใดๆ ก็ไม่รองรับหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันทั่วโลก โหนด แต่ละโหนดทำงานในหน่วยความจำของตนเอง และแต่ละโหนดแบ่งปันข้อมูลกับโหนดอื่นๆ ผ่าน "การส่งข้อความแบบชัดเจน" ^{[ 11 ]}

ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์เองใช้พื้นที่เกือบ 1,600 ตารางฟุต (150 ตารางเมตร) ^{[ 3 ] และประกอบด้วย "ตู้" จำนวน 104 ตู้ โดยในจำนวนนี้ 76 ตู้เป็นคอมพิวเตอร์ (โปรเซสเซอร์) 8 ตู้}เป็นสวิตช์ และ 20 ตู้เป็นดิสก์ มี RAM รวม 1212 GB และโปรเซสเซอร์แยกต่างหาก 9298 ตัว เครื่องรุ่นแรกใช้โปรเซสเซอร์ Intel Pentium Pro แต่ละตัวมีความเร็วสัญญาณนาฬิกา 200 MHz ต่อมาได้มีการอัปเกรดเป็นโปรเซสเซอร์ Pentium II Xeon ที่บรรจุเป็นพิเศษ แต่ละตัวมีความเร็วสัญญาณนาฬิกา 333 MHz โดยรวมแล้วต้องการพลังงาน 850 kW (ไม่รวมเครื่องปรับอากาศ) สิ่งที่ทำให้ ASCI Option Red แตกต่างจากซูเปอร์คอมพิวเตอร์รุ่นก่อนๆ ทั้งหมดคือแบนด์วิดท์I/O ที่สูง ซูเปอร์คอมพิวเตอร์รุ่นก่อนๆ มีประสิทธิภาพหลายGFLOPSแต่ความเร็ว I/O ที่ช้าจะทำให้ระบบช้าลงหรือเกิดคอขวด ระบบไฟล์แบบขนาน ( PFS ) ของ Intel ที่มี TFLOPS มีประสิทธิภาพสูงมาก สามารถรองรับความเร็วในการถ่ายโอนได้สูงสุดถึง 1 GB/s ช่วยขจัดปัญหาคอขวด^{[ 12 ]}

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2539 ASCI Red สามในสี่ส่วนได้รับการวัดที่สถิติโลก 1.06 TFLOPS บน MP LINPACK และครองสถิติซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกเป็นเวลาหลายปีติดต่อกัน โดยทำความเร็วสูงสุดที่ 2.38 TFLOPS หลังจากอัปเกรดโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำในปี พ.ศ. 2542 ^{[ 4 ] [ 7 ]} ระบบใช้ โปรเซสเซอร์ Pentium Proเมื่อสร้างขึ้นครั้งแรกและเมื่อบันทึกประสิทธิภาพได้สูงกว่า 1 TFLOPS ในการกำหนดค่าดังกล่าว เมื่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ ระบบบันทึกประสิทธิภาพได้ 1.6 TFLOPS การอัปเกรดในภายหลังในปี พ.ศ. 2542 เป็นโปรเซสเซอร์ Pentium II Xeon ที่บรรจุเป็นพิเศษ ผลักดันประสิทธิภาพไปสู่ ​​3.1 TFLOPS ^{[ 8 ]}

ส่วนต่าง ๆ ของ ASCI Red ทำงานบนระบบปฏิบัติการ ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เรียกว่า "Teraflops OS" ซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการ (เดิมชื่อ Paragon OS) ที่พัฒนาขึ้นสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์Intel Paragon XP/S ^{[ 5 ]}ส่วนประมวลผลของ ASCI Red ทำงานบนระบบปฏิบัติการชื่อ Cougar ^{[ 11 ]} Cougar เป็นความร่วมมือระหว่าง Sandia Labs และมหาวิทยาลัยนิวเม็กซิโก เป็นระบบปฏิบัติการน้ำหนักเบาที่ใช้ PUMA และSUNMOSซึ่งเป็นสองระบบที่ออกแบบมาเพื่อใช้กับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Paragon เช่นกัน^{[ 11 ]}ประกอบด้วยเคอร์เนลน้ำหนักเบา เธรดควบคุมกระบวนการ และยูทิลิตี้และไลบรารีอื่น ๆ เคอร์เนล Linux 2.4 ถูกพอร์ตไปยังระบบและมีการเขียนไดรเวอร์ CNIC แบบกำหนดเอง แต่ระบบปฏิบัติการที่มีน้ำหนักมากทำงานได้ไม่ดีเท่าเคอร์เนลน้ำหนักเบาของ Cougar ในการทดสอบประสิทธิภาพหลายรายการ^{[ 11 ]}