Campanhas de Infraestrutura BásicaComputação de Alta Produtividade:

Windows HPC Server 2008

11 de Junho de 2009

Vantagens CompetitivasVantagens Competitivas

Pressão para aperfeiçoar o desempenho operacional (custo, qualidade e comercialização)

Pressão para aperfeiçoar o desempenho operacional (custo, qualidade e comercialização)

Conformidade regulatória voltada para a qualidadeConformidade regulatória voltada para a qualidade

Ciclos rápidos de inovação de produtosCiclos rápidos de inovação de produtos

Fatores Comerciais da HPC

TI – Mais Importante do Que Nunca

Protegendo os ativos

Gerenciando sistemas

Reduzindo custos

Desenvolvendo novos aplics

Permitindo a interoperabilidade

Mantendo os aplics herdados

Garantindo a conformidade

Promovendo a produtividade dos profissionais

80% 20%MANUTENÇÃO INOVAÇÕES

Desenvolvimento paralelo simplificado

Ambiente integrado de desktop e HPC

Infraestrutura combinada

Ambiente de desenvolvimento unificado

Computação de Alta Produtividade

Data centers de TI e mesclagem com o HPC, gerenciamento simplificado de clusters

Usuários com amplo acesso a múltiplos núcleos e servidores

Não Há Mais “Almoço Grátis” Para os Softwares Tradicionais

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Não Há Almoço Grátis para os softwares tradicionais(Sem um software com alta simultaneidade não há velocidade!)

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Operações adicionais por segundo caso o código aproveite a simultaneidade

6 GHz1

Núcleo

12 GHz1

Núcleo

24 GHz1

Núcleo

3 GHz2

Núcleos

3 GHz4 Núcleos

3 GHz8 Núcleos

3 GHz1 Núcleo 3

GHz1 Núcleo

Por que Microsoft e HPC?

Problemas Atuais Fusão dos data centers de TI e HPC: gerenciamento isolado de clusters Desenvolvedores têm dificuldades para programar paralelismo Usuários não possuem amplo acesso ao aumento do processamento de núcleos e dados

Como a Microsoft pode ajudar? Está bem posicionada para a integração tradicional do paralelismo de aplicações Já iniciou um amplo paralelismo para a comunidade de desenvolvedores Pode aumentar o valor do HPC através da integração de ferramentas de produtividade e gerenciamento

Investimentos da Microsoft em HPCPortfolio abrangente de software: Cliente, Servidor, Gerenciamento, Desenvolvimento e ColaboraçãoEquipes dedicadas que se concentram na Computação de ClustersDesenvolvimento Paralelo Unificado através da Parallel Computing Initiative

“Fornecer a plataforma, as ferramentas e um amplo ecossistema para reduzir a complexidade do HPC, através de um paralelismo mais acessível, que atenda às

futuras necessidades da computação.”

Visão da Microsoft Para HPC

Complexidade Reduzida HPC Tradicional Ecossistema de Desenvolvedor

Facilitar a implantação emclusters de maior escala

Simplificar o gerenciamento emclusters de qualquer escala

Fazer a integração com a infraestrutura existente

Atender às necessidades da supercomputação tradicional

Administrar as tendências emergentes da computação entre empresas

Habilitar usuários não técnicos a tirar proveito da potência do HPC

Aumentar o número de aplicações e códigos paralelos

Oferecer opções de ferramentas de desenvolvimento,

linguagens e bibliotecas paralelas

Gerenciar um universo maior de desenvolvedores e ISVs

Familia de Servidores Windows

Editions

Turnkey Básica

Windows HPC Server 2008

SQL Server 2008 Express

Terceiro

Systems Center Operations Manager

HPC Pack

Windows HPC Server 2008

Windows Server 2008 Enterprise

Systems Center Configurations Manager

Alta Disponibilidade

• Não há ponto único de falha

• Windows Server 2008 Enterprise para alta disponibilidade do nó principal

• SQL Server 2008 Enterprise de alta disponibilidade

• Dimensionamento para milhares de nós

• System Center Operations Manager para monitoramento avançado

Núcleo do Windows Server 2008

SQL Server 2008 Standard

HPC Pack

Terceiro

SQL Server 2008 Standard

HPC Pack

Terceiro

Windows HPC Server 2008

Windows Server 2008 Enterprise

• Soluções Turnkey de até 1000 nós

• HPC Pack• Gerenciamento• Implantação• Plano de Trabalho

• Pacotes terceirizados para diretivas e planos de trabalho avançados

Gerenciamento Corporativo

• Pequena marca superficial/Sem IU/CLI• HyperV

Ofertas do Windows HPC Server 2008

Gerenciamento de Sistemas

Plano de Trabalho

Rede& MPI

Armazenamento

Nova IU no System Center PowerShell para Gerenciamento de CLI Alta Disponibilidade para Nós Principais Serviços de Implantação do Windows Diagnósticos/Relatórios Suporte para o Operations Manager

Suporte para SOA e WCF Planejamento granular de recursos Escalabilidade avançada para

clusters maiores Novas diretivas de plano de

trabalho Interoperabilidade através do Perfil

HPC

NetworkDirect (RDMA) para MPI Assistente de Configuração de

Rede Avançado Memória Compartilhada MS-MPI

para multinúcleos MS-MPI integrado ao Rastreamento

de Eventos para o Windows

iSCSI SAN & suporte avançado para sistemas de arquivos paralelos no Win2008

Aprimoramento do Server Message Block (SMB v2)

Novo suporte de sistemas de arquivos paralelos terceirizados para o Windows

Novos fornecedores de cache de memória

O Que Há de Novo no Windows HPC Server 2008?

Windows HPC Server 2008

Location Shanghai, ChinaHardware – Machines Dawning system with

1,920 quad-socket, quad-core AMD Barcelona 1.9GHz processors

Hardware – Networking Voltaire Infinband Switch, Mellanox ConnectX MT25408

Number of Compute Nodes 1920Total Number of Cores 30,720 cores

Total Memory 120 terabytesParticulars of for current Linpack Runs Best Linpack rating 180.6 TFPs Best cluster efficiency 77.5%

Fastest Chinese Supercomputer

Ready for Prime-time

# 10Fall 2008Top500

•Simples de configurar e gerenciar dentro de um ambiente familiar• Soluções para turnkeys de clusters por meio de OEMs

• Implantação simplificada de sistemas e aplicações

• Imagens, patches, drivers e aplicações de base

• Foco na facilidade de gerenciamento– Diagnósticos, resolução de problemas e

monitoramento abrangentes– Interface de gerenciamento conhecida, flexível e

“pivotal”– Suporte de linha de comando equivalente para

gerenciamento autônomo

• Escalabilidade Vertical– Implantação , administração e infraestrutura de

escala– Failover de nó principal– Relatórios sobre o uso de clusters– Filtragem de nós de computação

• Melhor integração com o gerenciamento empresarial

– Gerenciamento de Patches– System Center Operations Management– PowerShell– Serviços de Alta Disponibilidade do Windows 2008

Maior Eficiência na Administração de Sistemas

Um ambiente HPC mais produtivo• Relatórios pré-configurados para monitoramento pela perspectiva do

usuário final• Análises e relatórios de logs de segurança

Monitoramento Escalonável• Aplicações de monitoramento executadas em ambiente distribuído de

escalabilidade horizontal• Dimensionamento por meio de servidores de gerenciamento em

camadas• Monitoramento sem agente

Maior Eficiência e Controle• Projeto mais seguro• Integração com o Active Directory• Solução estendida com os Pacotes de Gerenciamento

System Center Para HPC

• Última geração em serviços de cluster

• Grande avanço no gerenciamento e validação de configurações

O HPC Pack Inclui

• Integração da configuração com os Serviços de Cluster de Failover

• Configuração de Nó Principal e Nó de Failover com o Cluster de Failover do SQL

• Failover de serviços do Plano de Trabalho

• Console de gerenciamento conectado ao console de Gerenciamento de Failover do Windows Server

Disco Compartilhado

Rede Privada

Nó PrincipalWin2008 Enterprise

Clustered SQL Server

Nó Principal de Failover

Win2008 EnterpriseClustered SQL

Server

WindowsFailover Clustered

Elimina ponto único de falha com suporte para alta disponibilidade

Requer os Serviços de Cluster de Failover do Windows Server 2008 Enterprise

Alta Disponibilidade do Nó Principal

NetworkDirectUma nova interface de rede RDMA criada para oferecer velocidade e estabilidadePrioridades

• Comparável a pilhas MPI otimizadas por hardware

• Foco na Solução Exclusiva para MPI na versão 2

• Design baseado em verbos para adaptação com interfaces de rede nativas de alto desempenho

• Coordenação com planos a longo prazo das equipes de rede do Windows

Implementação•MS-MPIv2 com capacidade para 4 caminhos de rede:

• Memória Compartilhada entre processadores de uma placa-mãe

• Pilha TCP/IP (Ethernet “normal”)

• Winsock Direct (e SDP) para RDMA baseada em soquetes

• Nova interface de rede RDMA

• Parceiros da equipe de HPC com IHVs de rede para desenvolver/distribuir drivers para esta nova interface

Modo Usuário

Modo Kernel

TCP/Ethernet

Networking

Ata

lho

Ke

rne

l

Aplicação MPI Aplicação

baseada em soquete

MS-MPI

Soquetes Windows (Winsock + WSD)

Hardware de RedeHardware de RedeHardware de Rede

Hardware de RedeHardware de RedeDriver de Hardware

Hardware de Rede

Hardware de Rede

Driver Mini-portas

TCP

NDIS

IP

Hardware de RedeHardware de RedeCamada de Acesso Modo Usuário

Hardware de Rede

Hardware deRede

Provedor Direto

WinSock

Hardware de Rede

Hardware de Rede

Provedor NetworkDirect

Rede RDMA

Componente SO

Componente CCP

Componente IHV

Aplicação (ISV)

• Forneça Suporte a Clusters Maiores– Crie novos designs para clusters de

tamanho, inclusive clusters “heterogêneos”

– Dimensione as tecnologias de implantação e administração

– Forneça interfaces para os usuários acostumados ao *nix

• Melhore a interoperabilidade com a infraestrutura de TI existente

– Interoperabilidade com planos de trabalho existentes

– I/O de arquivo de alta velocidade, através de suporte nativo para sistemas de arquivos paralelos e de clusters

• Amplie o Suporte às Aplicações– Simplifique a integração de novas

aplicações com o plano de trabalho– Atenda às necessidades dos

desenvolvedores internos e de código aberto

• Suporte de Plataforma– Projetado para o Windows Server 2008– Nós de clusters com hardware / software

diferentes

Agendamento de Trabalho

App.exe App.exe Serviço(DLL)

Serviço(DLL)

Serviço(DLL)

Serviço(DLL)

App.exe App.exe

Aplicações de Engenharia

Análise EstruturalSimulação de Choque

Aplicações de Óleo & Gás

Simulação de ReservatórioProcessamento Sísmico

Aplicações de Ciências Naturais

Análise EstruturalSimulação de Choque

Serviços Financeiros

Análise de PortfolioAnálise de RiscoConformidadeReal

Excel

Modelagem de Preços

Aplicações de Cluster Interativos

Suas Aplicações Aqui

Plano de Trabalho

Distribuição de RecursosÍnicio do Processo

Rastreamento do Uso de RecursosExecução de MPI Integrada

Segurança Integrada

Roteador de Serviços WCF

Referência de Ponto de Extremidade Virtual WS

Balanceamento da Carga de PedidosAtivação do Serviço Integrado

Gerenciamento da Duração do ServiçoRastreamento Integrado do WCF

V1 (foco em trabalhos em lotes) V2 (foco em trabalhos interativos)

+

Cenário: Maior Suporte às Aplicações

Rede PrivadaRede PúblicaNó Principal de Alta

Disponibilidade

Agentes WCF

Nó Principal

Nó Principal

de Failover

[…]

1. O usuário envia o trabalho.

2. O Gerenciador da Sessão designa o nó de Agente WCF para o trabalho do cliente

3. HN fornece nó de Agente WCF

5. Pedidos

4. O cliente conecta-se ao Agente e envia os pedidos

7. As respostas retornam ao cliente

Nós de Computação

Estação de Trabalho

Estação de Trabalho

Estação de Trabalho

6. Respostas

Agendamento Orientado a Serviços

O que é ? •Um plano padrão de interoperabilidade OGSA (Open Grid Services Architectures) para o envio e gerenciamento de tarefas do agendador de trabalhos em lotes

•Baseado em padrões de serviços web (HTTP, XML, SOAP)

Qual é o seu valor?•Permite a integração de aplicações HPC executadas em diferentes plataformas e agendadores por meio de padrões de serviços web

Qual é o Status?•Terminou o período de teste de público

•Está trabalhando em novas extensões

Windows Cluster

Windows Center

Windows Center

LSF / PBS / SGE / Condor

Linux, AIX, Solaris HPUX, Windows

Interoperabilidade e Open Grid Forum

“É importante que nosso ambiente de TI seja fácil de usar e forneça suporte.O Windows HPC está melhorando nosso desempenho e capacidade de gerenciamento. ”

-- Dr. J.S. Hurley, Gerente Senior da Head Distributed Computing - Networked Systems Technology da Boeing Company

Clientes

“Nosso objetivo é expandir a disponibilidade do HPC para um público que vai além dos usuários avançados. Nós acreditamos que o Windows HPC tornará o HPC acessível a mais pessoas, como engenheiros, cientistas, analistas financeiros e outros, que nos auxiliarão a projetar e testar mais rapidamente nossos produtos e reduzir os custos.”

--  Kevin Wilson, Arquiteto de HPC da Procter & Gamble

“A Ferrari está sempre buscando as soluções tecnológicas mais avançadas e, naturalmente, o mesmo se aplica em relação ao software e à engenharia. Para atingir índices líderes de potência por peso, redução do tempo de troca de marchas e uma aerodinâmica revolucionária, nós confiamos no Windows HPC Server 2008. Ele oferece uma plataforma de computação rápida, conhecida e de alto desempenho para nossos usuários, engenheiros e administradores.”

-- Antonio Calabrese, Diretor de Sistemas de Informação da Ferrari

Clientes

“O cluster Umeå com o Windows HPC Server 2008 obteve um bom desempenho e tornou-se o sistema acadêmico mais rápido da Suécia. Estamos muito felizes com o resultado.”

-- Bo Kågström, Professor e Diretor do Centro de Computação de Alto Desempenho da Universidade North Umeå

“Os analistas financeiros da Europa utilizam principalmente os sistemas Windows. Assim, a implantação de um cluster do Windows HPC Server 2008 torna nossos serviços de HPC extremamente atraentes para uma base de usuários de grande potencial.”

-- Dr. M. Rosati, Gerente do Computational Materials Science and Finance Group, CASPUR

“Nós estamos realmente impressionados com muitos dos novos recursos do Windows HPC Server 2008. A Microsoft não está há muito tempo no mercado de HPC , porém este produto já se mostra muito sólido.” 

-- Christian Terboven, Diretor de Projeto de HPC para Windows do Centro de Computação e Comunicação da RWTH Aachen University

Parceiros Focados na Indústria

Microsoft HPC no Futuro

HPC de Longo Alcance

2008

Suporte para HPC Tradicional e HPC Emergente

Suporte Maior para Clusters & Alcance do Top500

Maior Acessibilidade para Usuários do Windows

Suporte mais amplo para Desenvolvedores, com ferramentas e SOA

Implantação e Gerenciamento Avançados

Parallel Extensions

Supercomputação Pessoal

2006

Microsoft ingressa no HPC Computação Técnica Pessoal e de

Grupos de Trabalho Aplicações de usuário final

disponíveis no Windows Ferramentas de Desenvolvimento

Paralelas e de HPC Facilidade de Implantação e

Gerenciamento

Paralelismo Perfeito

Futuro

Futures

Computação Paralela em Todo Lugar Escala Ultra/Computação em Nuvens Acesso de Usuário Transparente Paralelismo implícito para

Desenvolvedores .NET Cargas de Trabalho Dinâmicas e

Virtualizadas Gerenciamento Principal de HPC e

Infraestrutura de TI

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