ワークステーション１台でSTAR-CDの大規模８並列計算を実現

はじめに

お客様は大学の研究者の方です。流体力学の研究をされており、数値計算を活用され、アプリケーションはSTAR-CDを利用されています。現在利用されている計算機の構成はDual-Core Xeon 2CPU 4コア + 16GBメモリとなっており、最大４並列計算を行える環境を整備されています。ところがこの計算機でも、より大きなメッシュサイズの計算をこれから行うために、メモリ容量不足が課題となってきているそうです。そこで、より大きなメモリと高い計算性能を持つシステムを必要とされているとのことでした。

幸いなことに現在ではメモリの価格が低下し、32GBメモリを搭載する計算機も導入し易い価格になって来ています。さらにQuad-Core Xeonの登場で１台のワークステーションでも８並列計算が実現可能となっています。そこで、計算機の更新を検討されました。

お客様のご要望

STAR-CDで大規模かつ高速な計算を行うために、お客様が求められている項目は以下のような内容でした。

◇ 32GBの大容量メモリを利用したい
◇ 並列度を８並列にまで増やし、高速計算を実現したい
◇ STAR-CDのプリポストプロセッサ「pro-STAR」を快適に操作したい
◇ 大規模計算を行うので計算機の安定動作は必須
◇ 研究室に設置するので計算機は静粛かつコンパクトであること

◇ ３年間の当日オンサイト保守が必要
◇ サポートは責任を持った一次受けが必要

ご提案したシステム

お客様のご要望に沿って提案させていただいたシステムは次のようなスペックの計算機です。

● 計算機： HPC-ProServer DPr690 (HPCワークステーション)
CPU： Quad-Core Xeon 2.66GHz 2CPU 8コア
メモリ： 32GB (FB-DIMM 667MHz 2GBモジュール、(最大64GB搭載可能))
グラフィック： OpenGL対応グラフィックボード nVIDIA製Quadro
システムディスク： 250GB x1
光学ドライブ： DVD±RW (OSリカバリDVD対応)
ジョブスケジューラ： LSF (プリインストール、STAR-HPCのLSFでのジョブ管理設定)
開発環境： Absoft Fortran (プリインストール)
アプリケーションソフト： STAR-CD、pro-STAR (プリインストール)
その他： OSリカバリメディア付属

サービス概要：全てをセットアップし動作確認済みで納入し、ネットワークと電源を接続するだけで、LSFを介したSTAR-CDの並列ジョブ投入/動作と、pro-STARの動作の双方ができる状態に仕上げています。さらに利用開始時にはメールなどによるチュートリアルを含めた運用開始支援を行います。

◇ 32GBの大容量メモリを利用したい
◎ DPr690は１６基のメモリスロットを持ち32GBのメモリを廉価に搭載できます。

◇ 並列度を8並列まで増やして高速計算を実現したい
◎ DPr690はQuad-Core Xeonに対応しており、8コア機を構成できます。

◇ プリポス「pro-STAR」を快適に操作したい
◎ DPr490/DPr690シリーズは汎用ワークステーションにHPC用の設定を施しHPCワークステーションとして仕上げています。この汎用ワークステーションには最初からOpenGL対応グラフィックボードのnVIDIA製Quadroを実装しています。さて、「pro-STAR」はOpenGLに対応しているため、OpenGL対応グラフィックボードを搭載しているDPr490/DPr690シリーズでは高速にグラフィック処理され、快適な操作ができます。さらに、今回ご提案するシステムには32GBの大容量メモリを搭載しており、大きなメッシュの作成にも対応しています。
◎ STAR-CDのプリポス「pro-STAR」の実行にはグラフィカル関連のモジュールがインストールされていないと正常に実行ができません。LinuxOSのデフォルトインストールを行うことだけや、動作環境OSに指定されてないLinuxディストリビューションをインストールするとpro-STARに必要とされるモジュールが含まれていない場合があり、pro-STARのインストールや実行が正しくできません。そこで、これらに関しても適切な設定を行いpro-STARの動作確認まで行って出荷しています。

◇ 大規模計算を行うので計算機の安定動作は必須
◎ DPr690のハードウェア部には高品質なデルのワークステーションを採用しており、安定動作が期待できます。弊社でも多数の出荷実績を持ち、全てが安定稼動しています。さらに、DPr690の32GB/64GBメモリ搭載モデルではメモリドータカードを採用しており、優れたメモリ冷却能力を持っています。また、1000Wの大容量電源を搭載し余裕があります。これらもシステムの安定稼動に貢献します。

◇ 研究室に設置するので計算機は静粛かつコンパクトであること
◎ DPr690は高負荷連続運転を行っても低い作動音を維持しつづけるため居室に置いてもそれほど気になりません。ボリュームのある筐体ですが、１台のワークステーションで8コアを搭載しており、従来のクラスタに比べるとコンパクトで、取り扱いも容易です。

◇ STAR-CDのインテグレーションを行い、プリポストとソルバーの双方が実行できること
◇ STAR-CDは事前に並列動作までテストしてから納入し、直ちに本稼動が可能な状態であること
◇ OSやネットワークなども最適に設定してから納入すること
◇ 計算機はジョブスケジューラーにてジョブ管理されており、効率的な運用ができること
◎ STAR-CD用計算機システムの導入に際して上記のセットアップは難しい作業です。慣れない方では所々にある問題の解決に時間と手間がかかります。ところがＨＰＣテクノロジーズは多数のSTAR-CDシステムのセットアップ経験を持ち、OSの設定と、開発環境の設定、STAR-CDのセットアップを適切に行うことができます。さらに、ジョブ管理ソフトのLSFにてSTAR-CDのソルバーをスケジューリングができるようにSTAR-CD専用のラッパーも含めてセットアップを行っております。STAR-CDをLSFによりジョブスケジューリングすると、効率良くソルバーを動作させることができ、高いスループットと計算速度の両立が可能となります。これは特にコア数の多い計算機では絶大な効果が期待できます。

◇ 納入時には適切なチュートリアルを行い、スムーズな稼動開始を助けること
◎ マルチコア環境にてSTAR-CDのような並列処理アプリケーションを利用される場合には、LSFを介したシステムの利用を行う必要があります。ＨＰＣテクノロジーズではお客様が実際の運用を開始されるまで、メールなどによるチュートリアルを行うアフターケアを行っており、好評です。

◇ ３年間の当日オンサイト保守が必要
◎ DPr690には標準で３年間の当日オンサイト保守と３年間の修理パーツ保証が含まれていますから、万一の障害でもオンサイト修理により、迅速な復旧を実現できます。

◇ サポートは責任を持った一次受けが必要
◎ DPr690には標準で３年間のＨＰＣテクノロジーズによりサポートの一次受けを行いますから、不具合が特定できない状態でも安心して弊社にご連絡していただけます。弊社のHPCに精通した技術スタッフにより問題箇所の特定を行うと同時に、デルサポートへ作業指示を行いますから、お客様は安心です。

受注と納入

上記のようなご提案を行い、お客様から評価をいただき、ご発注を頂くことができました。そこで、システムの製造を行いました。ＨＰＣテクノロジーズが行ったシステムのセットアップ作業は以下の内容です。

◇ これまでの経験を反映したOSのセットアップ
◇ お客様から頂戴したネットワーク情報に基ずくシステムの設定
◇ 開発環境のインストールとSTAR-CDのインストール
◇ STAR-CDの8並列実行での正常動作の確認
◇ LSFのSTAR-CD用のカスタマイズ
◇ LSFからのジョブ投入とスケジューリングの確認

これら一連の設定作業と確認作業をＨＰＣテクノロジーズの工場内で行った後に、お客様に納品させて頂きました。納入時のチュートリアルはお客様とメールでやり取りを行い、実際の運用開始を行われるところまでアフターフォローを行いました。

お客様からの感想

納品後にＨＰＣテクノロジーズのサポートと連絡しながら計算機の操作を行っていただき、運用を開始されるまでのアフターケアを行いました。その際に次のようなご感想を頂きました。

製品を受け取ると、計算機の確認を行い、電源とネットワークに接続し、すぐに電源を投入するともうSTAR-CDの動作確認をする状態まで行えました。そこでメールによるチュートリアルに従い、LSFでのSTAR-CDのジョブ投入を行いました。ここでも問題なく計算が処理されていることが確認でき、あっけなく本稼動状態になりました。ＨＰＣテクノロジーズに依頼したとおり、納入日からの本格運用が実現していました。セットアップ作業をすることなく即座に本稼動することは素晴らしいことです。

我々としても以上のようなご評価を頂き、大変感謝しております。

ワークステーション１台でSTAR-CDの大規模８並列計算を実現【導入事例】

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受注と納入

お客様からの感想