Gaussian静音サーバ Xeon 4CPUコア (大学様の導入事例)

お客様の要望

1. Itanium2で１ヶ月近くかかる大規模なGaussainジョブをXeonで利用したい。(これまで大規模なジョブではキャッシュの大きなItanium2がXeonより高速だった。またXeonではメモリが不足になる場合もあり問題だった。)
2. Gaussianの性能を引き出すようなハードウェアチューニングをしてほしい。
3. システムは静かなものがほしい。
4. システムの導入、運用、メンテナンスまでやってほしい。
5. Gaussianの正規ビルドを任せたいので、きちんとやってほしい。
6. 設置時に利用方法などを詳しく説明をしてほしい。
7. 故障時のセンドバックは面倒なのでオンサイト保守をお願いしたい。

システムの構築

システムに求められている課題は

1. 大規模なGaussianジョブが動作する。
2. 大容量メモリが搭載できる。
3. 高速・大容量のスクラッチディスクを搭載している。
4. 高負荷計算を長期間安定して動作させることができる。
5. Gaussianの正規ビルドで性能を出す。
6. 設置、保守、運用などまで考慮したシステムを構築する。

などです。これらを満たすにはDPr690が最適です。DPr690はハードウェアの基本キャパシティーが大きく設計されており、ディスクドライブベイが多い、メモリスロットが16スロット搭載可能、CPUやメモリの冷却能力が高い、大容量電源オプションが用意されているなど、Gaussian用のシステムを構築するベースマシンとしては最適です。

お納めしたHPCクラスタシステムについて

HPC-ProServer DPr690 1ノード (本計算)

CPU : デュアルコアXeon 3.0GHz 2CPU 4コア
メモリ : FB-DIMM 667MHz 16GB
HDD : 250GB x 2本 (システムディスク + システムバックアップ)
スクラッチ・ディスク : 1TB (500GBx2、RAID0)
コンパイラ : PGI Workstation Linux 64bit ac
SEサービス : オンサイトG03 セットアップ

システムの特徴

16GBのメモリが搭載されており、64bit環境で正規ビルドしたGaussianにより従来のUNIX計算機と同様の大規模計算が可能です。(Gaussian03のコンパイルはGaussian社が公認しているPGIコンパイラを用いたビルドを行い、安心して利用していただけるようにしています。性能の向上は、Dual-CoreやQuad-Coreプロセッサを用た並列演算性能の向上や、スクラッチ・ファイル用ストレージシステムなどのシステムチューニングによる性能向上などで達成しています。)

このシステムは4コア搭載メモリ共有機であり、Lindaを使うことなく、高速に並列計算できる。(Linda並列はノードを跨いだ大規模計算が可能な反面、メモリやスクラッチ・ディスクなどの資源を各ノード毎に必要とし、システム構築費用が嵩みます。これに対してメモリ共有環境での並列計算は、メモリのみならずスクラッチ・ディスクも共有しているため、シンプルな構成で高速化が可能です。計算機環境の進化はマルチコア化に向かっており、現在は8コア/ノードですが、これから16コアや32コアも普及してくると予測され、それで充分な性能が実現できるようになると、Gaussianでのネットワーク並列計算は下火になる可能性があります。)

高速スクラッチディスクにはSATA 500GB 7200rpmドライブを２基用いてRAID0構成として1TBの実効容量と並列I/Oによる高速性を兼備させています。

基幹コンポートネントは全てデル製品を採用

Gaussianではスクラッチディスクを激しく連続I/Oします。このスクラッチディスクが故障すると計算は停止するため、迅速な復旧が求められます。もし大切な計算中に故障でセンドバック保守を行うとなると２週間から一月は仕事がストップしてしまい困ります。そこで計算機のみならず、ディスクドライブもデルの純正品を採用することで、デルサポートによる迅速なオンサイト修理の実施と、無償修理パーツ保証が受けられ、万一の故障時にも迅速な復旧が無償で可能です。その結果、長期間に亘り稼働時間を最大化できます。

ＨＰＣテクノロジーズとデルサポートによる「Wサポート」の実現

HPC計算機の安定運用には、ハードウェアのサポートのみならず、システムのサポートも欠かせません。ＨＰＣテクノロジーズの製品はＨＰＣテクノロジーズとデルサポートによる、安心の「Wサポート」がお客様の快適な計算環境をがっちり支えています。

システムを実際にご導入されたお客様のご感想

昨年の末にDual-Core Xeon 4コア機に1TBのRAID0スクラッチディスクを実装したGaussian03用計算機を導入していただきいたお客様に、電話でご感想を伺う機会を頂戴しました。お客様は、「システムは大変高速で満足している。」とのことでした。以下はお客様から、「導入したシステムの感想が、もし他の方々のシステム構築の参考になるようであればWEBへ掲載してもらってもよいです。」とご許可をいただいたので、お聞きした内容を簡単に書き写しました。

[利用されてのご感想]

主にフラーレン（C60）に原子を1個入れて、MP2で計算しています。C60のみであれば2日くらいで1回転し、大体3回転くらいで収束します。ここに原子を追加してもやはり2日くらいで1回転し、大体10回転くらいで収束します。この条件で2日で1回転するのもすごい性能だと思います。この計算でスクラッチ・ファイルは約500GBくらい使用しています。

正直なところ、この規模の計算がXeon機で実行可能であるとは思っていませんでした。それどころから、１年前に他社から導入したItanium2 ( 1.6GHz 2CPU 8GBメモリ、1TB ( 300GB SCSI×3、RAID0 )) でも上記の計算を (優先順位の問題もありましたが)、あきらめていました。ところが、その計算がXeon機で実行できるのですから、これは良いです。計算速度に関しては、上記の計算でもXeon機はItanium機より速い印象です。１点計算の振動計算ならばXeonの方が1.5倍くらい高速でした。

当研究所のセンターの計算機はスクラッチ・ファイルの容量制限が100GB以下なので、そもそもこの計算は実行できません。しかも、時間制限もあり大規模な計算を流しっ放しにすることはできません。また費用面でも、当研究所のセンターと比較すると、今回導入したXeon + 1TB RAID0は割安感があります。

メモリの制限や、スクラッチ・ファイルの制限、計算時間の制限などから開放された自分の計算機が手元にあるメリットは大きくい、追加の導入を考えています。

今回導入したシステムが良かったので、それ以上のシステムを増強したいです。希望としては、Quad-Core Xeon 2.66GHz 2CPU 8コアをベースとし、16GBないし32GBのメモリを搭載し、1TBのRAID0スクラッチ・ディスクという構成を考えています。1台に8コアが搭載されており、ノード内の並列計算で高速化を実現し、速く結果を出せるシステムとなる筈です。

他の大きな計算としては、フラーレンを３個くっつけた巨大な計算を、数年前に導入したAlphaの8CPUクラスタで行ったことがあります。この計算はHF/3-21Gで３週間くらいの時間がかかっていましたが、今回導入したXeon機ならB3-LYPでも１週間以内で出来そうな印象です。

(導入例) Gaussian静音サーバ Xeon 1node 2CPU 4core 1TB HDD【大学・導入事例】