Roadrunner, il supercalcolatore che abbatte la barriera del Petaflop

Nel 2006, la National Nuclear Security Administration del Dipartimento statunitense dell’Energia ha scelto il Los Alamos National Laboratory come sede per sviluppare un nuovo modello di supercalcolatore, denomnato “Roadrunner” affidandone ad IBM la progettazione e la realizzazione.

Roadrunner, che prende il nome dall’uccello simbolo dello stato del New Mexico, è un progetto costato circa 100 milioni di dollari ed è stato sviluppato in più fasi. Si tratta, sostanzialmente, del primo supercomputer “ibrido” del mondo, in grado di superare un petaflop (mille trilioni di calcoli al secondo): una velocità  quasi doppia rispetto al sistema Blue Gene del Lawrence Livermore National Lab, che è considerato il più potente del mondo ed è quasi tre volte più veloce dei principali concorrenti nella classifica TOP 500 dei supercomputer mondiali.

Roadrunner sarà  utilizzato principalmente per assicurare la sicurezza e l’affidabilità  dell’arsenale di armi nucleari degli USA. Sarà  impiegato anche per attività  di ricerca nel campo dell’astronomia, dell’energia, della scienza del genoma umano e dei cambiamenti climatici.

In una concezione unica nel suo genere, il Cell Broadband Engine – progettato originariamente per le piattaforme videoludiche quali la Playstation 3- lavorerà  insieme a processori x86 di AMD.

Roadrunner impiega 6.948 chip AMD Opteron dual-core (su server blade) interconnessi fra loro ed a 12.960 processori Cell. Il sistema, dotato di 80 terabyte di memoria, è alloggiato in 288 rack ciascuno delle dimensioni di un frigorifero industriale, occupando quindi una superficie di circa 577 metri quadri.

I suoi 10.000 collegamenti – sia Infiniband che Gigabit Ethernet – richiedono oltre 91 chilometri di cavi in fibra ottica. Il sistema pesa più di 226.000 chili.

Le funzioni standard del sistema operativo, come ad esempio l’I/O su filesystem, sono gestite dai processori Opteron. Le operazioni di calcolo intensivo sono invece elaborate dai processori Cell. Ogni unità  tri-blade è in grado di elaborare, in un secondo, oltre 400 miliardi di operazioni in virgola mobile (400 GigaFlops).

Rispetto ad architetture di supercomputer più tradizionali, quella ibrida di Roadrunner garantisce consumi ridotti (3,9 megawatt) e fornisce un’efficienza da record: 376 milioni di operazioni in virgola mobile per ciascun watt consumato.

Roadrunner lavora a velocità  superiori a un petaflop * mille trilioni di calcoli al secondo – ovvero un milione di miliardi di calcoli al secondo, ovvero un quadrilione di calcoli al secondo. E’ equivalente, circa, alla potenza di calcolo combinata di 100.000 dei più veloci computer laptop di oggi. Occorrerebbe una pila di laptop alta quasi 2,5 chilometri per eguagliarne le prestazioni.

Negli ultimi 10 anni, la potenza dei supercomputer è aumentata di circa 1.000 volte. Oggi, appena tre delle 3.456 unità  tri-blade di Roadrunner hanno la stessa potenza del computer più veloce del 1998. Un calcolo di fisica complesso, che Roadrunner impiega una settimana a completare, avrebbe richiesto 20 anni a un sistema del 1998.

[A cura di Mauro Notarianni]