Un travail typique sur Blue Waters utilise environ 10% de la machine et consomme au total 75 heures de nœud . Blue Waters compte environ 27 500 nœuds, ce qui signifie que certains de ces travaux de "75 nœuds heure" s'exécutent en quelques minutes. Cela permet aux scientifiques d'utiliser la machine de manière quelque peu interactive. (Vous pouvez voir les moyennes mobiles ici: http://xdmod.ncsa.illinois.edu/#tg_usage:group_by_Jobs_none )
Les superordinateurs ne sont que de grandes collections d'ordinateurs plus petits. La principale raison pour laquelle nous les collectons en un seul endroit est que nous pouvons partager les coûts de cette manière plus efficacement. Vous essayez de créer un ordinateur qui peut faire beaucoup de travail et pour lequel le coût total de possession (le coût total de l'ordinateur, la puissance et la maintenance) est minimisé sur la durée de vie de l'ordinateur.
Il y a plusieurs facteurs impliqués dans le coût total de possession: Le coût de l'équipement est un. Pour minimiser le coût de possession, vous voulez que l'équipement effectue un travail utile le plus grand pourcentage du temps possible (idéalement 100% du temps, de manière réaliste un peu moins, comme 95% serait considéré comme bon), jusqu'à ce que l'équipement brûle ou devient obsolète. En revanche, l'ordinateur de votre ordinateur portable ou de votre téléphone est probablement utilisé moins de 10% du temps que vous le possédez (vous êtes endormi 33% du temps, vous mangez et vous détendez environ la moitié du temps lorsque vous êtes éveillé, et même lorsque vous "utilisez" l'ordinateur, le processeur est inactif la plupart du temps.)
Le second est le coût de l'énergie. Il y a plusieurs parties à cela: la première est le coût de l'énergie elle-même. Une partie de ce coût est consommée pour le transport de l'énergie de la centrale à l'ordinateur. Une partie de celui-ci est perdue dans "l'alimentation" de l'ordinateur (qui est juste en train de convertir l'alimentation CA en alimentation CC). Un convertisseur AC-> DC plus grand peut généralement être rendu plus efficace. De plus, les ordinateurs transforment l'énergie électrique utile en chaleur perdue. Vous devez donc également payer pour éliminer la chaleur. Encore une fois, les plus grands climatiseurs peuvent généralement être rendus plus efficaces que plusieurs petits climatiseurs.
Le troisième est le coût de la maintenance. En rassemblant un tas d'ordinateurs et en les concevant de sorte que lorsque l'un tombe en panne, les autres continuent à fonctionner, vous pouvez amortir le coût du personnel de maintenance sur un nombre beaucoup plus élevé de nœuds informatiques que si vous aviez des nœuds différents et placés dans des bâtiments différents. (ou villes).
Les détails: Blue Waters compte 288 armoires. Chaque armoire possède 96 «nœuds». Chaque nœud est un ordinateur haut de gamme assez normal. La plupart des nœuds ont 2 processeurs AMD Opeteron 6276 fonctionnant à 2,3 GHz et 64 Go de DRAM. Environ 1/6 des nœuds ont à la place un seul AMD Opteron 6276, un GPU NVidia K20 et 38 Go de DRAM. Si vous vouliez, vous pourriez acheter quelque chose de semblable à un « nœud » pour environ $ 3000 ou $ 4000 et le mettre dans votre salon pour jouer à des jeux vidéo. Blue Waters compte environ 27648 nœuds. https://bluewaters.ncsa.illinois.edu/hardware-summary
Chaque nœud consomme probablement un peu plus de 500 watts et transforme cette puissance en chaleur. Si vous aviez un nœud dans votre salon pour jouer à des jeux vidéo, ce ne serait pas un gros problème. Il consomme de l'électricité à partir de la prise murale et génère environ autant de chaleur qu'un petit radiateur domestique. En hiver, ce serait plutôt agréable et confortable. En été, vous devrez faire fonctionner votre climatiseur plus fréquemment pour garder votre maison confortable. Si vous l'aviez à pleine puissance toute la journée, votre facture d'électricité augmenterait considérablement, peut-être le double de ce que vous consommez maintenant.
Mais lorsque vous en réunissez 27648, il consomme environ 15 mégawatts et génère une quantité de chaleur correspondante importante. La véritable merveille d'ingénierie de Blue Waters, comme tout grand centre de données, est le bâtiment lui-même. C'est une énorme boîte réfrigérée. Le bâtiment Blue Waters est particulièrement intéressant car il est incroyablement efficace. Environ 85% de l'énergie entrant dans le bâtiment est en fait utilisée pour faire fonctionner les nœuds. Je crois que j'ai lu quelque part (je ne le trouve pas pour le moment), seulement 15% sont perdus dans la conversion de puissance et l'élimination de la chaleur perdue. C'est beaucoup mieux que ce que vous obtiendriez de l'ordinateur de jeu de 500 watts dans votre salon. Vous auriez probablement besoin d'une "alimentation" de 750 watts et de quelques centaines de watts pour faire fonctionner le climatiseur.
TL; DR
Mettons tout cela ensemble. En rassemblant des milliers d'ordinateurs plus petits et en répartissant l'utilisation entre de nombreuses personnes, nous continuons à faire fonctionner ces ordinateurs la plupart du temps, en partageant les ressources de manière très efficace. Il faut beaucoup d'argent pour donner aux gens des ordinateurs qui restent inactifs la plupart du temps. La meilleure façon d'économiser de l'argent sur le calcul est de demander aux gens de partager les ordinateurs afin que les ordinateurs soient occupés la plupart du temps.
Blue Waters est bien plus que les seuls ordinateurs à l'intérieur. Il est spécialement conçu pour être aussi économe en énergie que possible. Une partie de cela implique de le placer près des centrales électriques afin de réduire les pertes de puissance dans les lignes de transport d'électricité. Voici une image satellite de la partie de Champaign IL contenant Blue Waters à démontrer:
