งานทั่วไปใน Blue Waters จะใช้ประมาณ 10% ของเครื่องและสิ้นเปลืองรวม 75 โหนดชั่วโมง Blue Waters มีประมาณ 27500 โหนดดังนั้นนั่นหมายความว่างานบางอย่าง "75 โหนดชั่วโมง" ทำงานในเวลาเพียงไม่กี่นาที ที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องค่อนข้างโต้ตอบ (คุณสามารถดูค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ได้ที่นี่: http://xdmod.ncsa.illinois.edu/#tg_usage:group_by_Jobs_none )
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็นเพียงคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่มีขนาดใหญ่ เหตุผลหลักที่เรารวบรวมพวกเขาไว้ด้วยกันในที่เดียวคือเราสามารถแบ่งปันค่าใช้จ่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด คุณกำลังพยายามสร้างคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานได้มากและค่าใช้จ่ายโดยรวมในการเป็นเจ้าของ (ค่าใช้จ่ายโดยรวมของคอมพิวเตอร์พลังงานและการบำรุงรักษา) จะลดลงตามอายุการใช้งานของคอมพิวเตอร์
มีหลายปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับต้นทุนการเป็นเจ้าของ: ราคาของอุปกรณ์เป็นหนึ่ง เพื่อลดค่าใช้จ่ายในการเป็นเจ้าของคุณต้องการให้อุปกรณ์ทำงานเป็นประโยชน์ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (นึกคิด 100% ของเวลา, ค่อนข้างจริงน้อยกว่าเช่น 95% จะถือว่าดี) จนกว่าอุปกรณ์จะหมด หรือล้าสมัย ในทางตรงกันข้ามคอมพิวเตอร์ในแล็ปท็อปหรือโทรศัพท์ของคุณอาจใช้งานจริงน้อยกว่า 10% ของเวลาที่คุณเป็นเจ้าของ (คุณนอนหลับ 33% ของเวลาคุณกำลังกินและผ่อนคลายประมาณครึ่งเวลาที่คุณตื่นอยู่และ แม้ว่าคุณจะ "ใช้" คอมพิวเตอร์โปรเซสเซอร์จะไม่ได้ใช้งานเป็นส่วนใหญ่)
ประการที่สองคือค่าใช้จ่ายพลังงาน มีหลายส่วนดังนี้ส่วนแรกคือต้นทุนของพลังงาน ส่วนหนึ่งของค่าใช้จ่ายนั้นใช้ในการขนส่งพลังงานจากโรงไฟฟ้าไปยังคอมพิวเตอร์ ส่วนหนึ่งของมันจะหายไปใน "แหล่งจ่ายไฟ" ของคอมพิวเตอร์ (ซึ่งเป็นเพียงการแปลงไฟ AC เป็นพลังงาน DC) โดยทั่วไปตัวแปลง AC-> DC ที่ใหญ่กว่าจะสามารถทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้คอมพิวเตอร์ยังเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าที่มีประโยชน์ให้เป็นความร้อนเหลือทิ้ง ดังนั้นคุณต้องจ่ายเพื่อเอาความร้อน อีกครั้งเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่มักจะสามารถทำให้มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องปรับอากาศขนาดเล็กหลายเครื่อง
ประการที่สามคือค่าบำรุงรักษา ด้วยการรวมคอมพิวเตอร์หลายเครื่องเข้าด้วยกันและออกแบบเพื่อที่ว่าเมื่อคอมพิวเตอร์หยุดทำงานต่อไปคุณจะสามารถลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาของเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาได้มากกว่าจำนวนโหนดคอมพิวเตอร์ที่ใหญ่กว่าที่คุณสามารถทำได้หากโหนดนั้นแตกต่างกัน (หรือเมือง)
รายละเอียด: Blue Waters มีตู้ 288 ตู้ ตู้แต่ละอันมี 96 "โหนด" แต่ละโหนดเป็นคอมพิวเตอร์ระดับสูงปกติ โหนดส่วนใหญ่มีโปรเซสเซอร์ AMD Opeteron 6276 2 ตัวที่ทำงานที่ความเร็ว 2.3GHz และ DRAM 64GByte ประมาณ 1/6 ของโหนดจะมี AMD Opteron 6276, NVidia K20 GPU ตัวเดียวและ DRAM 38GByte หากคุณต้องการคุณสามารถซื้อสิ่งที่คล้ายกับ "โหนด" ราคาประมาณ$ 3,000 หรือ$ 4000 และวางไว้ในห้องนั่งเล่นของคุณเพื่อเล่นวิดีโอเกม Blue Waters มีประมาณ 27648 โหนด https://bluewaters.ncsa.illinois.edu/hardware-summary
แต่ละโหนดอาจกินมากกว่า 500 วัตต์และเปลี่ยนพลังงานให้เป็นความร้อน หากคุณมีโหนดอยู่ในห้องนั่งเล่นของคุณเพื่อเล่นวิดีโอเกมมันจะไม่ใช่เรื่องใหญ่โดยเฉพาะ มันจะใช้พลังงานไฟฟ้าบางส่วนจากเต้ารับบนผนังและสร้างความร้อนได้มากเท่ากับเครื่องทำความร้อนพื้นที่ส่วนตัวขนาดเล็ก ในช่วงฤดูหนาวจะเป็นคนดีและอบอุ่น ในฤดูร้อนคุณจะต้องเปิดแอร์บ่อยขึ้นเพื่อให้บ้านของคุณสบาย หากคุณใช้พลังงานเต็มวันทุกวันค่าไฟฟ้าของคุณจะเพิ่มขึ้นอย่างมากบางทีคุณอาจจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
แต่เมื่อคุณรวม 27648 ชิ้นเข้าด้วยกันมันจะกินไฟประมาณ 15 เมกะวัตต์และสร้างความร้อนจำนวนมากตามลำดับ ความมหัศจรรย์ทางวิศวกรรมที่แท้จริงของ Blue Waters เช่นเดียวกับศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ก็คือตัวอาคาร มันเป็นตู้เย็นขนาดใหญ่ อาคาร Blue Waters นั้นน่าสนใจเป็นพิเศษเพราะมันมีประสิทธิภาพน่าอัศจรรย์ ประมาณ 85% ของพลังงานที่เข้าไปในอาคารนั้นถูกใช้เพื่อเรียกใช้โหนด ฉันเชื่อว่าฉันอ่านที่ไหนสักแห่ง (หาไม่พบในขณะนี้) มีเพียง 15% เท่านั้นที่สูญเสียการแปลงพลังงานและขจัดความร้อนทิ้ง นั่นดีกว่าสิ่งที่คุณจะได้รับจากคอมพิวเตอร์เกม 500 วัตต์ในห้องนั่งเล่นของคุณ คุณอาจต้องการ "แหล่งจ่ายไฟ" 750 วัตต์และอีกสองสามร้อยวัตต์เพื่อให้เครื่องปรับอากาศทำงาน
TL; DR
เรามารวมกันทั้งหมด ด้วยการรวมคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กหลายพันเครื่องเข้าด้วยกันและกระจายการใช้งานระหว่างผู้คนจำนวนมากเราทำให้คอมพิวเตอร์เหล่านั้นทำงานอยู่ตลอดเวลาแบ่งปันทรัพยากรในวิธีที่มีประสิทธิภาพมาก มีค่าใช้จ่ายเป็นจำนวนมากเพื่อให้คอมพิวเตอร์ของผู้คนนั่งเฉยอยู่ตลอดเวลา วิธีที่ดีที่สุดในการประหยัดเงินในการคำนวณคือการให้ผู้คนแบ่งปันคอมพิวเตอร์ดังนั้นคอมพิวเตอร์จึงยุ่งตลอดเวลา
Blue Waters เป็นมากกว่าคอมพิวเตอร์ในนั้น มันถูกออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้มีประสิทธิภาพพลังงานที่สุด ส่วนหนึ่งเกี่ยวข้องกับการวางไว้ใกล้โรงไฟฟ้าเพื่อลดการสูญเสียพลังงานในสายส่งไฟฟ้า นี่คือภาพดาวเทียมของส่วนของ Champaign IL ที่มี Blue Waters เพื่อแสดง:
