안톤(컴퓨터)

Anton (computer)
Anton supercomputer.jpg

안톤은 뉴욕의 D. E. Shaw Research에 의해 설계되고 제작된 대규모 병렬 슈퍼컴퓨터로서 2008년에 처음 실행되었다. 단백질과 기타 생물학적 고분자의 분자역학(MD) 시뮬레이션을 위한 특수 목적 시스템이다. 안톤 기계는 전문화된 고속 3차원 토러스 네트워크에 의해 상호 연결된 상당한 수의 응용 프로그램별 집적회로(ASIC)로 구성된다.[1]

일본의 RIKEN이 개발한 MDGAPER-3와 같은 MD 시뮬레이션을 위한 이전의 특수 목적 시스템과 달리, 안톤은 전용 ASIC와 범용 호스트 프로세서로 연산을 나누는 대신 전문화된 ASIC에 전적으로 연산을 수행한다.

각 Anton ASIC에는 두 개의 계산 서브시스템이 포함되어 있다. 정전기 및 반 데르 발스 힘의 계산은 대부분 고투과 상호작용 서브시스템(HTIS)에 의해 수행된다.[2] 이 서브시스템은 수축기 배열과 같이 배열된 800 MHz에서 실행되는 32개의 깊은 파이프라인 모듈을 포함하고 있다. 결합력과 고속 푸리에 변환(장거리 전기 공학에 사용)을 포함한 나머지 계산은 유연한 서브시스템에 의해 수행된다. 이 서브시스템에는 4개의 범용 텐실리카 코어(각각 캐시 및 스크래치패드 메모리가 있음)와 8개의 특수하지만 프로그램 가능한 SIMD 코어(지오메트리 코어)가 있다. 플렉시블 서브시스템은 400MHz로 구동된다.[3]

Anton의 네트워크는 3D torus이므로 각 칩은 6개의 노드 간 링크를 가지고 있으며, 총 in+out 대역폭은 607.2 Gbit/s이다. 노드 간 링크는 두 개의 동일한 단방향 링크(각 방향으로 한 번 이동)로 구성되며, 각 단방향 링크는 50.6 Gbit/s의 대역폭을 가진다. 각 편도 링크는 11개 차선으로 구성되며, 여기서 차선은 4.6 Gbit/s로 신호를 보내는 차동 와이어 쌍이다. 안톤의 네트워크에서 홉당 대기 시간은 50ns이다. 각 ASIC는 자체 D램 뱅크에도 부착돼 있어 대규모 시뮬레이션이 가능하다.[4]

512노드 안톤 기계의 성능은 23,558개의 원자로 구성된 단백질-물 시스템의 경우 하루에 17,000나노초 이상의 시뮬레이션 시간을 갖는다.[5] 이에 비해 프로세서 코어가 수백 개 또는 수천 개인 범용 병렬 컴퓨터에서 실행되는 MD 코드는 동일한 화학 시스템에서 하루에 최대 수백 나노초의 시뮬레이션 속도를 달성한다. 최초의 512노드 안톤 기계는 2008년 10월에 작동하게 되었다.[6] 다중 petaFLOP,[7] 분산 컴퓨팅 프로젝트 폴딩@home은 안톤에 대한 단일 연속 시뮬레이션의 총 시간에 버금가는 유사한 골재 앙상블 시뮬레이션 시간을 달성했으며, 특히 2010년 1월에 1.5밀리초 범위를 달성했다.[8]

안톤 슈퍼컴퓨터는 고정밀 광학기구를 만들어 처음으로 다양한 생물체와 세포 유형을 시각화하는 데 사용했기 때문에 종종 "현미경의 아버지"로 불리는 [9]안톤 판 류웬후크의 이름을 따서 붙여졌다.

4개의 512노드가 있는 안톤 2 기계와 그것의 실질적으로 증가된 속도와 문제 크기가 설명되었다.[10]

국립보건원은 미국 카네기-멜론 대학 피츠버그 슈퍼컴퓨팅 센터에서 생물 의학 연구 공동체를 위해 안톤을 지원해왔으며, 현재(8/20)은 안톤2 시스템을 계속 사용하고 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ 데이비드 E.쇼, 마틴 M.Deneroff, 론은 ODror, 제프리 S.Kuskin, 리처드 H. 라슨;JohnK.연어는, 클리프 영;Brannon Batson, 케빈은 J. 바우어스, 잭 C.차오, 마이클 P.이스트우드 요셉 Gagliardo, JP그로스만, C.리처드 호;더글러스 J.Ierardi, István Kolossváry;JohnL.Klepeis을 말한다.티모시 Layman, 크리스틴 McLeavey;인 MarkA.Moraes, 롤프 뮬러, 에드워드 C.프리스트, Yibing 샨, Jochen 슈펭글러 Oswald, 마이클 테오발트;브라이언 Towles, 스탠리 C.왕(2008년 7월).안톤, ASpecial-Purpose 머신 분자 동력학 시뮬레이션을 위한.ACM의 Communications 지다. Vol51.ACM.를 대신하여 서명함의 통신. 91–97. doi:10.1145/1364782.1364802.아이 에스비엔 978-1-59593-706-3.S2CID 52827083.(관련 논문은 34차 국제 심포지엄 컴퓨터 건축에(ISCA '07원 회보에 발표된), 샌 디에이고, 캘리포니아, 6월 9–13, 2007년).
  2. ^ Richard H. Larson; John K. Salmon; Ron O. Dror; Martin M. Deneroff; Cliff Young; J.P. Grossman; Yibing Shan; John L. Klepeis; David E. Shaw (2009). High-Throughput Pairwise Point Interactions in Anton, a Specialized Machine for Molecular Dynamics Simulation (PDF). Proceedings of the 14th Annual International Symposium on High-Performance Computer Architecture (HPCA '08), Salt Lake City, Utah, February 16–20, 2008. IEEE. ISBN 978-1-4244-2070-4. Archived from the original (PDF) on June 5, 2011. Retrieved January 13, 2009.
  3. ^ Jeffrey S. Kuskin; Cliff Young; J.P. Grossman; Brannon Batson; Martin M. Deneroff; Ron O. Dror; David E. Shaw (2009). Incorporating Flexibility in Anton, a Specialized Machine for Molecular Dynamics Simulation (PDF). Proceedings of the 14th Annual International Symposium on High-Performance Computer Architecture (HPCA '08), Salt Lake City, Utah, February 16–20, 2008. IEEE. ISBN 978-1-4244-2070-4. Archived from the original (PDF) on December 4, 2008. Retrieved January 13, 2009.
  4. ^ Cliff Young; Ron O. Dror; J. P. Grossman; John K. Salmon; Shaw, David E.; Joseph A. Bank; et al. (2009). A 32x32x32, spatially distributed 3D FFT in four microseconds on Anton. SC '09: Proceedings of the Conference on High Performance Computing Networking, Storage and Analysis. Portland, OR. New York, NY: ACM. pp. 1–11. doi:10.1145/1654059.1654083. ISBN 978-1-60558-744-8. S2CID 5611246.
  5. ^ "National Resource for Biomedical Supercomputing". Archived from the original on May 23, 2010. Retrieved May 14, 2010.
  6. ^ David E. Shaw; Ron O. Dror; John K. Salmon; J.P. Grossman; Kenneth M. Mackenzie; Joseph A. Bank; Cliff Young; Martin M. Deneroff; Brannon Batson; Kevin J. Bowers; Edmond Chow; Michael P. Eastwood; Douglas J. Ierardi; John L. Klepeis; Jeffrey S. Kuskin; Richard H. Larson; Kresten Lindorff-Larsen; Paul Maragakis; Mark A. Moraes; Stefano Piana; Yibing Shan; Brian Towles (2009). Millisecond-Scale Molecular Dynamics Simulations on Anton (Portland, Oregon). Proceedings of the ACM/IEEE Conference on Supercomputing (SC09). New York, NY, USA: ACM. pp. 1–11. doi:10.1145/1654059.1654099. ISBN 978-1-60558-744-8. S2CID 4390504.
  7. ^ Pande Group (March 2017). "Client Statistics by OS". Stanford University. Retrieved February 3, 2012.
  8. ^ Vijay Pande (January 17, 2010). "Folding@home: Paper #72: Major new result for Folding@home: Simulation of the millisecond timescale". Retrieved September 22, 2011.
  9. ^ John Markoff (July 8, 2008). "Herculean Device for Molecular Mysteries". The New York Times. Retrieved April 25, 2010.
  10. ^ Shaw, David E; Grossman, JP; Bank, Joseph; A Batson, Brannon; Butts, J Adam; Chao, Jack C; Deneroff, Martin M; Dror, Ron O; Even, Amos (2014). Anton 2: Raising the Bar for Performance and Programmability in a Special- Purpose Molecular Dynamics Supercomputer. Proceedings of the International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis. New Orleans, LA: ACM. pp. 41–53. doi:10.1109/SC.2014.9. ISBN 978-1-4799-5499-5. S2CID 3354876.

외부 링크