Pleiades (/ˈplaɪədiːz, ˈpliːə-/) és un superordinador a petaescala allotjat a la instal·lació de supercomputació avançada (NAS) de la NASA al Centre de Recerca Ames de la NASA situat al camp Moffett a prop de Mountain View, Califòrnia. Està mantingut per la NASA i els seus socis Hewlett Packard Enterprise (anteriorment Silicon Graphics International) i Intel.

A novembre de 2019, ocupava el lloc 32è ordinador més potent de la llista TOP500 amb una qualificació LINPACK de 5,95 petaflops (5,95 quadrilions d'operacions de coma flotant per segon) i un rendiment màxim de 7,09 petaflops des de la seva actualització de maquinari més recent. El sistema serveix com el recurs de supercomputació més gran de la NASA, donant suport a missions en aeronàutica, vols espacials tripulats, astrofísica i ciències de la Terra.

Història esquerra|miniatura|Anatomia d'un node de les Plèiades, mostrat al Centre d'Exploració Ames de la NASA, a Mountain View, Califòrnia. Construït el 2008 i anomenat així pel cúmul estel·lar obert de les Plèiades, el superordinador va debutar com el tercer superordinador més potent del món amb 487 teraflops. Originalment contenia 100 bastidors SGI Altix ICE 8200EX amb 12.800 processadors Intel Xeon de quatre nuclis E5472 Harpertown connectats amb més de 32 quilòmetres de cablejat InfiniBand de doble velocitat de dades (DDR).

Amb l'addició de deu racks més de processadors X5570 Nehalem de quatre nuclis el 2009, Pleiades va ocupar el sisè lloc al TOP500 del novembre de 2009 amb 14.080 processadors funcionant a 544 teraflops El gener de 2010, els científics i enginyers de NAS van completar amb èxit una "integració en directe" d'un altre rack ICE 8200 connectant la xarxa de doble port InfiniBand del nou rack mitjançant 44 cables de fibra mentre el superordinador encara executava una càrrega de treball completa, estalviant 2 milions d'hores de productivitat que d'altra manera s'haurien perdut.

Una altra expansió el 2010 va afegir 32 nous bastidors SGI Altix ICE 8400 amb processadors Intel Xeon X5670 Westmere de sis nuclis, cosa que va portar fins a 18.432 processadors (81.920 nuclis en 144 bastidors) amb un pic teòric de 973 teraflops i una qualificació LINPACK de 773 teraflops. La NASA també va posar èmfasi en mantenir les Plèiades eficients energèticament, augmentant l'eficiència energètica amb cada expansió, de manera que el 2010 era tres vegades més eficient que els components originals del 2008, que eren els més eficients en aquell moment. La integració dels nodes Westmere de sis nuclis també va requerir un nou cablejat InfiniBand híbrid DDR/QDR de velocitat de dades quàdruple (QDR), convertint-lo en la xarxa d'interconnexió InfiniBand més gran del món amb més de 65 milles de cable.

Després que s'afegissin 14 altres bastidors ICE 8400 amb processadors Westmere el 2011, Pleiades va ocupar el setè lloc a la llista TOP500 el juny d'aquell any amb una qualificació LINPACK d'1,09 petaflops, o 1,09 quadrilions d'operacions de coma flotant per segon.

Els cables de fibra InfiniBand DDR i QDR s'utilitzen per connectar tots els nodes entre si, així com als sistemes d'emmagatzematge massiu del NAS i al sistema de visualització d'hiperparet, creant una xarxa formada per més de 65 milles de teixit InfiniBand, la més gran del seu tipus al món. Pleiades està construït en una topologia d'hipercub parcial d'11 dimensions, on cada node té onze connexions amb altres onze nodes, i alguns d'ells arriben a fer dotze connexions per formar un hipercub de 12 dimensions.

El 2012, la NASA i els seus socis SGI i Intel van començar a treballar en la integració de 24 nous bastidors Altix ICE X amb processadors Intel Xeon E5-2670 Sandy Bridge de vuit nuclis per substituir 27 dels bastidors Altix 8200 originals que contenien processadors Harpertown de quatre nuclis. Amb un total de 126.720 nuclis de processador i més de 233 terabytes de RAM en 182 bastidors, l'expansió va augmentar la capacitat de càlcul disponible de Pleiades en un 40 per cent. Cada nou node de Sandy Bridge té quatre enllaços de xarxa que utilitzen un cable InfiniBand de catorze bits de velocitat de dades (FDR) per a un ample de banda de transferència total de 56 gigabits (uns 7 gigabytes) per segon.

A principis del 2013, es va començar a treballar en una actualització de maquinari més gran per a Pleiades, eliminant finalment tots els processadors Harpertown originals de 4 nuclis i afegint 46 bastidors SGI ICE X amb processadors Intel Xeon E5-2680V2 (Ivy Bridge) de 10 nuclis. Quan es va completar la instal·lació a l'agost de 2013, el rendiment màxim general del sistema va augmentar un 62%, d'1,78 petaflops a 2,87 petaflops. El sistema es va actualitzar lentament de nou entre gener i abril de 2014, afegint 29 racks més de nodes Ivy Bridge i augmentant la capacitat computacional teòrica del sistema a 3,59 petaflops. Per fer espai per a l'expansió, es van eliminar tots els nodes Nehalem restants del sistema i 12 nodes Westmere.

A finals del 2014, es van eliminar més nodes de Westmere per fer lloc als nous processadors Intel Xeon Haswell, augmentant la potència de processament teòrica en un petaflop fins a 4,49 petaflops. El gener de 2015, es van instal·lar i posar a disposició dels usuaris nodes Haswell addicionals, cosa que va donar a Pleiades una nova capacitat de processament teòrica màxima de 5,35 petaflops. Una actualització, completada el juny de 2016, va substituir tots els bastidors restants que contenien nodes amb processadors Intel Xeon X5670 (Westmere) de sis nuclis per bastidors que contenien nodes utilitzant processadors Intel Xeon E5-2680v4 (Broadwell) de 14 nuclis. Això va millorar el rendiment màxim teòric a 7,25 petaflops.

Aquest superordinador va ser desmantelat el 7 de gener de 2026 a favor del superordinador Athena

Rol a la NASA Pleiades forma part del Projecte de Capacitat de Computació d'Alta Gamma (HECC) de la NASA i representa la tecnologia més avançada de la NASA per satisfer els requisits de supercomputació de l'agència, permetent als científics i enginyers de la NASA dur a terme models i simulacions d'alta fidelitat per a missions de la NASA en estudis de la Terra, ciència espacial, investigació aeronàutica, així com exploració espacial humana i robòtica.

Alguns dels projectes científics i d'enginyeria que es duen a terme a les Plèiades inclouen:

La missió del telescopi espacial Kepler, un observatori espacial llançat el març de 2009 per localitzar planetes semblants a la Terra, monitoritza una secció de l'espai que conté més de 200.000 estrelles i pren imatges d'alta resolució cada 30 minuts. Després que el centre d'operacions recopili aquestes dades, aquestes es transmeten a Pleiades per calcular la mida, l'òrbita i la ubicació dels planetes que envolten aquestes estrelles. A data de febrer de 2012, la missió Kepler havia descobert 1.235 planetes, 5 dels quals tenen aproximadament la mida de la Terra i orbiten dins de la "zona habitable" on l'aigua pot existir en les tres formes (sòlid, líquida, gasosa). Després dels contratemps derivats de la fallada de dues de les quatre rodes de reacció de Kepler, responsables de mantenir la nau espacial apuntant en la direcció correcta, el 2013 l'equip de Kepler va traslladar tota la cadena de dades a Pleiades, que continua executant anàlisis de corbes de llum a partir de les dades existents de Kepler. La recerca i el desenvolupament de vehicles de llançament espacial de nova generació es duen a terme a les Pleiades utilitzant eines d'anàlisi d'avantguarda i modelització i simulació de dinàmica de fluids computacional (CFD) per tal de crear dissenys de sistemes i vehicles de llançament espacial més eficients i assequibles. També s'han dut a terme investigacions sobre la reducció del soroll creat pel tren d'aterratge dels avions mitjançant l'aplicació de codi CFD per detectar on es troben les fonts de soroll dins de les estructures. La recerca astrofísica sobre la formació de galàxies es duu a terme a les Plèiades per crear simulacions de com es va formar la nostra Via Làctia i quines forces podrien haver causat que es formés en la seva forma de disc característica. Pleiades també ha estat el recurs de supercomputació per a la investigació i simulació de la matèria fosca, ajudant a descobrir "grups" de matèria fosca lligats gravitacionalment dins de les galàxies en una de les simulacions més grans mai realitzades, en termes de nombre de partícules. Visualització dels corrents oceànics de la Terra mitjançant un model de síntesi de dades creat per la NASA per al projecte Estimating the Circulation and Climate of the Ocean (ECCO) entre el MIT i el Jet Propulsion Laboratory de la NASA a Pasadena, Califòrnia. Segons la NASA, les "síntesis de dades del model ECCO s'utilitzen per quantificar el paper de l'oceà en el cicle global del carboni, per comprendre l'evolució recent dels oceans polars, per monitorar els intercanvis de calor, aigua i productes químics que evolucionen al llarg del temps dins i entre els diferents components del sistema terrestre, i per a moltes altres aplicacions científiques".

Galeria

En la cultura popular A la pel·lícula del 2015 *The Martian*, l'astrodinàmic Rich Purnell utilitza el superordinador Pleiades per verificar els càlculs d'una maniobra d'assistència gravitatòria per a una nau espacial, per tal de rescatar un astronauta encallat a Mart. A diferència del que es mostra a la pel·lícula, no cal ser físicament present dins dels bastidors per executar els càlculs; per enviar treballs, un usuari es pot connectar des d'una ubicació remota mitjançant ssh, mentre utilitza un SecurID.

Referències

Categoria:Ordinadors centrals Categoria:Superordinadors