Pekerjaan tipikal di Blue Waters menggunakan sekitar 10% dari mesin dan menghabiskan total 75 jam simpul . Blue Waters memiliki sekitar 27500 node, sehingga itu berarti beberapa dari pekerjaan "75 simpul jam" itu berjalan hanya dalam beberapa menit. Itu memungkinkan para ilmuwan untuk menggunakan mesin agak interaktif. (Anda dapat melihat rata-rata bergerak di sini: http://xdmod.ncsa.illinois.edu/#tg_usage:group_by_Jobs_none )
Superkomputer hanyalah koleksi besar komputer yang lebih kecil. Alasan utama kami mengumpulkannya di satu tempat adalah karena kami dapat membagi biaya dengan cara yang paling efisien. Anda mencoba membuat komputer yang dapat melakukan banyak pekerjaan, dan untuk itu total biaya kepemilikan (total biaya komputer, daya, dan pemeliharaan), diminimalkan selama masa pakai komputer.
Ada beberapa faktor yang terlibat dalam total biaya kepemilikan: Biaya peralatan adalah satu. Untuk meminimalkan biaya kepemilikan, Anda ingin peralatan melakukan pekerjaan yang bermanfaat sebanyak mungkin dalam persentase waktu (idealnya 100% dari waktu, secara realistis agak kurang, seperti 95% akan dianggap baik), sampai peralatan terbakar atau menjadi usang. Sebaliknya, komputer di laptop atau ponsel Anda mungkin sebenarnya sedang digunakan kurang dari 10% dari waktu Anda memilikinya (Anda tertidur 33% dari waktu, Anda makan dan bersantai sekitar separuh waktu Anda bangun, dan bahkan ketika Anda "menggunakan" komputer, prosesor sebagian besar menganggur.)
Yang kedua adalah biaya daya. Ada beberapa bagian dari ini: yang pertama adalah biaya daya itu sendiri. Sebagian dari biaya tersebut digunakan untuk memindahkan daya dari pembangkit listrik ke komputer. Sebagian hilang dalam "catu daya" komputer (yang hanya mengubah daya AC menjadi daya DC). Konverter AC-> DC yang lebih besar biasanya dapat dibuat lebih efisien. Selain itu komputer mengubah daya listrik yang berguna menjadi limbah panas. Jadi, Anda juga harus membayar untuk menghilangkan panas. Sekali lagi, AC yang lebih besar biasanya dapat dibuat lebih efisien daripada beberapa AC kecil.
Yang ketiga adalah biaya perawatan. Dengan menyatukan banyak komputer dan mendesainnya sehingga ketika seseorang turun sisanya tetap berjalan Anda dapat mengamortisasi biaya staf pemeliharaan lebih banyak daripada jumlah node komputer yang Anda bisa jika semua node berbeda dan ditempatkan di gedung yang berbeda (atau kota).
Detailnya: Blue Waters memiliki 288 kabinet. Setiap kabinet memiliki 96 "node". Setiap node adalah komputer high-end yang cukup normal. Sebagian besar node memiliki 2 prosesor AMD Opeteron 6276 yang berjalan pada 2.3GHz, dan DRAM 64GByte. Sekitar 1/6 dari node tersebut memiliki AMD Opteron 6276, GPU NVidia K20, dan DRAM 38GByte. Jika Anda mau, Anda bisa membeli sesuatu yang mirip dengan "simpul" dengan harga sekitar $ 3000 atau $ 4000 dan meletakkannya di ruang tamu Anda untuk bermain video game. Blue Waters memiliki sekitar 27.648 node. https://bluewaters.ncsa.illinois.edu/hardware-summary
Setiap node mungkin mengkonsumsi sedikit lebih dari 500 Watt, dan mengubah daya itu menjadi panas. Jika Anda memiliki simpul di ruang tamu Anda untuk bermain video game, itu tidak akan menjadi masalah besar. Itu akan mengkonsumsi listrik dari stopkontak dan menghasilkan panas yang sama besarnya dengan pemanas ruangan pribadi kecil. Di musim dingin itu akan terasa menyenangkan dan nyaman. Di musim panas Anda harus menjalankan AC Anda lebih sering agar rumah Anda nyaman. Jika Anda menjalankannya dengan daya penuh sepanjang hari setiap hari, tagihan listrik Anda akan naik jauh, mungkin dua kali lipat dari yang Anda konsumsi sekarang.
Tetapi ketika Anda menempatkan 27.648 dari mereka bersama itu mengkonsumsi sekitar 15 Megawatt, dan menghasilkan sejumlah besar panas yang sesuai. Keajaiban teknik sejati Blue Waters, seperti halnya pusat data besar, adalah bangunan itu sendiri. Ini adalah kotak besar yang didinginkan. Bangunan Blue Waters sangat menarik karena sangat efisien. Sekitar 85% dari daya yang masuk ke gedung sebenarnya digunakan untuk menjalankan node. Saya percaya saya membaca di suatu tempat (tidak dapat menemukannya saat ini) hanya 15% hilang dalam konversi daya dan menghilangkan limbah panas. Itu jauh lebih baik daripada apa yang akan Anda dapatkan dari komputer gaming 500 Watt di ruang tamu Anda. Anda mungkin perlu "power supply" 750Watt dan beberapa ratus Watt untuk menjalankan AC.
TL; DR
Mari kita selesaikan semuanya. Dengan menyatukan ribuan komputer yang lebih kecil dan menyebarkan penggunaan di antara banyak orang, kami menjaga komputer itu berjalan sebagian besar waktu, berbagi sumber daya dengan cara yang sangat efisien. Biayanya banyak uang untuk memberi orang komputer yang paling sering duduk diam. Cara terbaik untuk menghemat uang dalam perhitungan adalah dengan membuat orang berbagi komputer sehingga komputer sibuk sebagian besar waktu.
Blue Waters jauh lebih dari sekadar komputer di dalamnya. Ini dirancang khusus agar seefisien mungkin. Bagian dari itu melibatkan meletakkannya di dekat pembangkit listrik untuk mengurangi kehilangan daya di saluran transmisi listrik. Berikut gambar satelit bagian dari Champaign IL yang berisi Blue Waters untuk diperagakan:
