H βιοϊατρική έρευνα πάει ένα βήμα παρακάτω με τη συνδρομή της D-Link

Η D–Link παγκόσμιος ηγέτης στον τομέα των δικτυακών λύσεων επικοινωνίας, αποτελεί σημαντικό στοιχείο της υποδομής υπολογιστικών clusters που χρησιμοποιούνται στην έρευνα, όπως στην περίπτωση της βϊοιατρικής.

Σε συνεργασία με τον integrator της Dlink SIE, ενσωματώθηκαν Dlink Enterprise Switches σε ένα νέο υπολογιστικό cluster, στο Πανεπιστήμιο King Juan Carlos για να προσφερθεί η μέγιστη υπολογιστική ισχύ στη βιοϊατρική έρευνα, που επικεντρώνεται στην εξάλειψη των μηχανισμών γήρανσης των ανθρωπίνων κυττάρων και του επαναπρογραμματισμού τους.

Ένα τέτοιο ερευνητικό project απαιτεί τεχνικές deep learning και τεχνητής νοημοσύνης (artificial intelligence), με αλγόριθμους μηχανικής μάθησης (machine learning) που απαιτούν πολλούς servers με υψηλές επιδόσεις σε υπολογιστική ισχύ CPU (για να πραγματοποιούν παράλληλη επεξεργασία), επιπρόσθετους servers με ενσωματωμένες GPUs (για την προσομοίωση μοντέλων) και αποθηκευτικές λύσεις υψηλής απόδοσης.

Ήταν λοιπόν απαραίτητο να κατασκευαστεί ένα νέο υπολογιστικό cluster, ικανό να ανταπεξέλθει στην τεράστια αριθμητική και γραφική υπολογιστική ισχύ που απαιτείται από την έρευνα, η οποία περιελάμβανε διάφορες δράσεις για τον COVID-19. Έτσι, το έργο αυτό χρηματοδοτήθηκε από κοινού, από την Ευρωπαϊκή Ένωση και την Κοινότητα της Μαδρίτης.

Τι έλαβε χώρα στο πανεπιστήμιο

Για την ανάπτυξη του υπολογιστικού cluster, ο επικεφαλής καθηγητής Βιοϊατρικής Μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Rey Juan Carlos Sergio Muñoz και η ομάδα του, χρησιμοποίησε ως συνεργάτη πληροφορικής την εταιρεία SIE (European Information Systems), που ειδικεύεται στις λύσεις HPC (High Performance Computing) και έχει ήδη εγκαταστήσει περισσότερα από 60 clusters σε πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα. Η εν λόγω εταιρεία είναι επίσημος συνεργάτης του προγράμματος D-Link VIP+ Channel.

Η τεχνολογική λύση του TALOS

Το νέο cluster, που ονομάζεται TALOS, προσφέρει 512 execution threads σε CPU και 221.184 πυρήνες GPU. Η συνολική ισχύς ξεπερνά τα 20.000 Tflops, ενώ η αποθήκευση ανέρχεται σε 576 TB. Συμμετείχαν επίσης κατασκευαστές όπως οι Gigabyte, nVidia και AMD, συμπεριλαμβανομένης της D-Link για το τμήμα μεταγωγής (switching) LAN Ethernet που απαιτείται για τη διαχείριση του cluster και την πρόσβαση, καθώς και τις επικοινωνίες IPMI. Η διαχείριση όλων γίνεται μέσω του οικοσυστήματος HPC Ladon OS 8.

Κάθε διακομιστής (servers) διαχείρισης και αποθήκευσης του cluster διαθέτει μια κάρτα με δυο θύρες επικοινωνίας, με τη μία θύρα να επιτρέπει τη σύνδεση στο Infiniband και την άλλη να είναι συνδεδεμένη σε μία από τις θύρες 100 Gigabit του μεταγωγέα D-Link DXS-3610-54T/SI Managed Enterprise. Το cluster είναι συνδεδεμένο στο 100 Gigabit backbone  δίκτυο του Πανεπιστημίου King Juan Carlos μέσω οπτικής ίνας, για να διασφαλίσει το μέγιστο εύρος ζώνης για πρόσβαση από υπολογιστές και σταθμούς εργασίας ερευνητών. Ήταν επίσης απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα δίκτυο για επικοινωνίες διαχείρισης IPMI με την εγκατάσταση ενός έξυπνου διαχειριζόμενου switch D-Link DGS-1210-52, με 48 θύρες Gigabit και πλήρη διαχείριση Layer 2 και Layer 3 με στατική δρομολόγηση.

Η σειρά D–Link DXS-3610 Switch Series είναι μια κατηγορία enterprise μεταγωγέων (switches) που έχουν σχεδιαστεί για κορυφαίου επιπέδου περιβάλλοντα, πανεπιστήμια και κέντρα δεδομένων. Μπορούν να συνδέονται μεταξύ τους (stack) – έως και 12 switches – και διαθέτουν μεγάλο αριθμό θυρών 10 Gigabit, είτε χαλκού και οπτικών ινών, καθώς και έξι θύρες uplinks των 40 και 100 Gigabit. Οι D-Link DXS-3610 επιτυγχάνουν χωρητικότητα μεταγωγής έως και 2,16 Tbps.

Σε ένα σύστημα δικτύου τόσο απαιτητικό όσο ένα υπολογιστικό cluster, ήταν απαραίτητο να υπάρχει το υψηλότερο επίπεδο χωρητικότητας μεταγωγής, επιτυγχάνοντας 2,16 Tbps, καθώς και πλεονασμό για την αποφυγή τυχόν διακοπής δικτύου, κάτι που στο DXS-3610 επιτυγχάνεται τόσο φυσικά με ανεμιστήρες που μπορούν να αντικαταστηθουν εύκολα και hotswap τροφοδοτικά, καθώς και με το σύνδεση πρόσθετων εφεδρικών μεταγωγέων . Αυτοί στη συνέχεια, θα λειτουργήσουν άμεσα με διαχείριση δικτύου μέσω τοπολογιών δακτυλίου χρησιμοποιώντας τη λειτουργικότητα ERPS.

Σχετικά με την ανάπτυξη του δικτύου IP με τους μεταγωγείς DXS-3610, οι πιο αξιοσημείωτες δυνατότητες είναι η υλοποίηση του DHCP Server, η δρομολόγηση μεταξύ VLAN (Inter VLAN routing), καθώς και η δυναμική δρομολόγηση στον ίδιο μεταγωγέα, μειώνοντας έτσι τα σημεία συμφόρησης που θα μπορούσαν να προκύψουν από τη χρήση ενός συμβατικού  δρομολογητή. Όσον αφορά τη διαχείριση, διαθέτουν web interface και πρόσβαση σε θύρα κονσόλας χρησιμοποιώντας το πρότυπο CLI για εντολές. Επιπλέον, για πλήρη παρακολούθηση του δικτύου σε τοπολογίες με πολλές συσκευές, η D-Link προσφέρει το D-View 8, έναν προηγμένο διαχειριστή δικτύου βασισμένο στο SNMP.

Ο υπεύθυνος του έργου καθηγητής Sergio Muñoz, σχολίασε ότι ένα τέτοιο έργο απαιτούσε τη μέγιστη υπολογιστική ισχύ στο cluster, αλλά και την ευελιξία στην πρόσβαση από τους υπολογιστές τους, κάτι που επετεύχθη με επιτυχία από την ολοκληρωμένη λύση που τους δόθηκε. Από την πλευρά του, ο ιδρυτής και διευθυντής έργου στη SIE Raúl Díaz ανέφερε ότι σε ένα υπολογιστικό cluster αυτού του μεγέθους, δεν δύναται να αγνοηθεί το τμήμα μεταγωγής IP LAN και γι’ αυτό βασίστηκαν στους διακόπτες της D-Link, οι οποίοι έχουν αποδεδειγμένα υψηλή απόδοση και αξιοπιστία, απαραίτητη σε αυτά τα απαιτητικά και κρίσιμα περιβάλλοντα.

Ποια είναι η D-Link

Η D–Link έχει επικεντρωθεί στον σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την κατασκευή πολυβραβευμένων δικτυακών προϊόντων, ασύρματων λύσεων, συστημάτων παρακολούθησης, αποθήκευσης και οικιακού αυτοματισμού εδώ και περισσότερο από 31 χρόνια. Ως ένας παγκόσμιος ηγέτης στον τομέα των τεχνολογιών δικτύωσης, η D–Link εξελίσσει τα δίκτυα των επιχειρήσεων και των οργανισμών παρέχοντάς τους τον κατάλληλο εξοπλισμό για πιο αποτελεσματική λειτουργία. Η D–Link παρέχει σε επιχειρήσεις και καταναλωτές μια μεγάλη γκάμα προϊόντων και καινοτόμων τεχνολογιών που χαρακτηρίζονται από υψηλές επιδόσεις, μέσω ενός παγκόσμιου δικτύου συνεργατών και παρόχων υπηρεσιών. Προσφέρει ενοποιημένες λύσεις δικτύου που περιλαμβάνουν διακόμιση δεδομένων, ασύρματες συνδέσεις, ευρυζωνικότητα, IP surveillance, cloud–based διαχείριση δικτύων κ.α.