Computational Fluid Dynamics in Solid Earth Sciences: a HPC challenge

Abstract

Presently, the Solid Earth Sciences started to move towards implementing High Perfor-mance Computational (HPC) research facilities. One of the key tenants of HPC is perfor-mance, which strongly depends on the interaction between software and hardware. In this paper, they are presented benchmark results from two HPC systems. Testing a Computational Fluid Dynamics (CFD) code specific for Solid Earth Sciences, the HPC system Horus, based on Gigabit Ethernet, performed reasonably well compared with its counterpart Cy-berDyn, based on Infiniband QDR fabric. However, the HPCC CyberDyn based on low-la-tency high-speed QDR network dedicated to MPI traffic outperformed the HPCC Horus. Due to the high-resolution simulations involved in geodynamic research studies, HPC facilities used in Earth Sciences should benefit from larger up-front investment in future systems that are based on high-speed interconnects.

Actualmente, las Ciencias de la Tierra Sólida comenzaron a avanzar hacia la implemen-tación de las infraestructuras de Cómputo de Alto Rendimiento (HPC, por sus siglas en inglés). Una de las características principales del HPC es el rendimiento, que depende fuer-temente de la interacción software-hardware. En este trabajo se presentan los resultados de una serie de pruebas realizadas en dos sistemas HPC distintos. Probando un código de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para las Ciencias de la Tierra Sólida, el sistema HPCC Horus, basado en Ethernet Gigabit, dio resultados excelentes comparándolo con el HPCC CyberDyn, basado en Infiniband QDR. De todos modos, HPCC CyberDyn, basado en una red QDR de alta velocidad y baja latencia dedicada al trafico MPI, supera al HPC Ho-rus. Debido a la necesidad de simulaciones de alta-resolución para geodinámica, las HPC utilizadas en Ciencias de la Tierra deben beneficiar inversiones más grandes en sistemas con interconexiones de alta velocidad.