1. www.cineca.it
I grandi Calcolatori nella
Ricerca Scientifica
Giovanni Erbacci
Supercomputing, Applications and Innovation Department, CINECA
g.erbacci@cineca.it
Convegno The Big Iron
Milano 7 Aprile 2014
Palazzo Brera
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Agenda
• La nascita del CINECA
• Il primo calcolatore per il calcolo scientifico: CDC 6600
• Verso i grandi supercomputer
• Una evoluzione tecnologica e culturale
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…. Un ricordo Pisano l’IBM 360/67
….. era il 1972 quando arrivai a Pisa
1955 Centro studi sulle calcolatrici elettroniche
1961CEP (Calcolatrice elettronica pisana).
1965 CNUCE Centro nazionale universitario di
calcolo elettronico.
- 1965 - IBM 7090
- 1969 - IBM 360/30
- 1971 - IBM 360/67 CP/CMS e OS/MVT-HASP
- 1973 - IBM 370-155 OS MVS-HASP
- 1974 - IBM 370/168 VM/CMS
1969 Corso di Laurea in Scienze dell’Informazione
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La nascita del CINECA
Fine anni '60:
Esigenza di disporre di computer potenti
per il calcolo scientifico.
Investimenti inattuabili per una singola
università:
- costo
- struttura di supporto
1969:
- quattro Atenei italiani si consorziano per creare un centro di calcolo comune
- Bologna, Padova, Firenze, Venezia
- sostegno del Ministero della Pubblica Istruzione
- nasce il CINECA Consorzio Interuniversitario Nord-Est Calcolo Automatico
- viene installato in Italia il primo computer per il calcolo scientifico
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Il CDC 6600
Installato in CINECA nel 1969
Control Data Corporation
Seymour Cray (1963)
Computer più potente al mondo
fino al 1969 (CDC 7600)
Primo supercomputer commerciale
Ciclo macchina: 100 ns (10 MHz)
Potenza 3MFlop/s
Memoria:
- 64K words
- words a 60 bit
- organizzata in 32 banchi indipendenti
ECS extended core storage unit
- spazio addizionale per parcheggiare i dati
COS Chippewa Operating System,
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CDC 6600: Peripheral Processors
Input Output
I/O Processor
Memory Control Unit
(M ultiplex er)
CPU Memory
Il CDC 6600 aveva 10 processori periferici
indipendenti che lavoravano in modo
asincrono rispetto alla CPU per gestire
l'attività di I/O.
l processore principale accedeva alla
memoria con 10 peripheral processor (PP o
processori periferici).
Ogni PP era un sistema indipendente con
una propria memoria.
I PP provvedevano ad accedere alla
memoria per il processore e a gestire le
operazioni di I/O tra la memoria e le unità a
disco o i nastri magnetici
L'IBM 709 (1958) aveva 6 canali di I/O
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CDC 6600: Unità funzionali
- l processore del 6600 poteva iniziare l'esecuzione di un'istruzione per ogni ciclo di
clock se erano disponibili le risorse (dati e unità funzionali).
- Una speciale unità di controllo (scoreboard) gestiva le risorse: selezionava i registri e
le unità funzionali da utilizzare nell'esecuzione di ciascuna istruzione.
- Instruction buffer a 8 stadi in gradi di contenere fino a 32 istruzioni e quindi in grado in
grado di racchiudere al suo interno i cicli più piccoli eliminando gli accessi
alla memoria principale.
PP 0
PP 1
PP 2
PP 3
PP 4
PP 5
PP 6
PP 7
PP 8
PP 9
12
Peripheral
Channels
Peripheral Processors
24
Regis ters
10 Functional Units
I/O Subsystem Memory Central Processor
Add
M ultiply
M ultiply
Div ide
Fix ed Add
Increm ent
Increm ent
B oolean
Shift
B ranch
Ins truction
Stack Scoreboard
Central
Storage
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1969: CDC 6600 1st system for scientific computing
1975: CDC 7600 1st supercomputer
1985: Cray X-MP/48 1st vector supercomputer
1989: Cray Y-MP/4 64
1993: Cray C-90/2 128
1994: Cray T3D 64 1st parallel supercomputer
1995: Cray T3D 128
1998: Cray T3E 256 1st MPP supercomputer
2002: IBM SP4 512 1 Teraflops
2005: IBM SP5 512
2006: IBM BCX 10 Teraflops
2009: IBM SP6 100 Teraflops
2012: IBM BG/Q 2 Petaflops
e dopo il CDC 6600…
CINECA e HPC
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Una evoluzione tecnologica
e culturale
Architecture: 10 BGQ Frames
Model: IBM-BG/Q
Processor type: IBM PowerA2 @1.6 GHz
Computing Cores: 163840
Computing Nodes: 10240
RAM: 1GByte / core (163 PByte total)
Internal Network: 5D Torus
Disk Space: 2PByte of scratch space
Peak Performance: 2PFlop/s
N. 15 Top 500 rank (November 2013)
Dal Mflop/s al Pflop/s al 2014
Un incremento di potenza di 109 in 45 anni
FERMI@CINECA