The Rise of Energy- Efficient Supercomputing Green Destiny, the first major instantiation of the Supercomputing in Small Spaces Project at Los Alamos National Laboratory (http://sss.lanl. gov and now at http://sss.cs.vt.edu), was arguably the first supercomputing system built with energy efficiency as its guiding principle.3–5 Green Destiny was a 240-processor Linux-based cluster with a footprint of only 5 square feet and a power appetite of as little as 3.2 kW when booted diskless. Its extraordinary power efficiency also made it extremely reliable. It ran in a dusty 85°F warehouse at 7,400 feet above sea level with no unscheduled downtime over its lifetime (from 2002 to 2004), and it did so without any cooling, air filtration, or air humidification. How did Green Destiny achieve such energy efficiency and system reliability? It used lowpower components whose performance could be optimized for supercomputing. For example, the Transmeta Crusoe processor used in Green Destiny was a nontraditional and very low-power hardware-software hybrid; by optimizing the software portion of the Crusoe processor for supercomputing, the flops in Green Destiny improved by 50 to 100 percent, and power consumption remained an order of magnitude better than in a traditional processor. With lower power consumption—and thus a lower temperature—the compute nodes were more reliable and could be packed more densely. Figure 1 shows Green Destiny’s reliability versus an imitation cluster, which was identical to Green Destiny except for the processor. Green Destiny heralded a new age in supercomputing, one that focused more on efficiency, reliability, and availability than on just raw speed. As noted earlier, a traditional supercomputer is viewed more like a Formula One race car, which wins the raw performance metric with respect to top-end speed, but the reliability can be so poor that it requires frequent maintenance and results in low throughput. In contrast, a green supercomputer such as Green Destiny is more like a turbocharged Toyota Prius: it loses relative to raw speed, but its better reliability and efficiency results in higher throughput. Table 1 indirectly captures this trade-off between efficiency and raw speed, showing raw configuration and execution numbers for Green Destiny and ASCI White (the top supercomputer on the TOP500 list in 2001) on the Linpack benchmark. As we would expect, the ASCI White supercomputer led all the raw performance categories (shown in italics), whereas Green Destiny won the efficiency categories (shown in bold). Specifically, Green Destiny’s memory density, storage density, and computing efficiencies relative to power and space are all one or two orders of magnitude better than ASCI White’s. Media coverage in hundreds of news outlets demonstrated that Green Destiny had captured a tremendous amount of interest in both the computing and business industries. However, when Green Destiny debuted, the supercomputing community thought that being green was synonymous with low performance. So even though Green Destiny ultimately produced 101 Gflops on the Linpack benchmark, which was as fast as a 1,024-processor Cray T3D supercomputer on the TOP500 list at the time, many people still felt that Green Destiny sacrificed too much performance for energy efficiency and system reliability. Consequently, Green Destiny received both ridicule and scorn.

El ascenso del Destino Verde de Supercomputación Eficiente en Energía, la primera instancia importante del Proyecto de Supercomputación en Espacios Pequeños en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (http: //sss.lanl. Gov y ahora en http://sss.cs.vt.edu ), podría decirse que fue el primer sistema de supercomputación creado con la eficiencia energética como su principio rector.3–5 Green Destiny fue un clúster basado en Linux con 240 procesadores con una huella de solo 5 pies cuadrados y un apetito de potencia de tan solo 3,2 kW cuando arrancado sin disco. Su extraordinaria eficiencia energética también lo hizo extremadamente confiable. Funcionó en un almacén polvoriento a 85 ° F a 7,400 pies sobre el nivel del mar sin interrupciones no programadas durante su vida útil (de 2002 a 2004), y lo hizo sin ningún tipo de enfriamiento, filtración de aire o humidificación del aire. ¿Cómo logró Green Destiny esa eficiencia energética y la confiabilidad del sistema? Usaba componentes de baja potencia cuyo rendimiento podía estar optimizado para la supercomputación. Por ejemplo, el procesador Transmeta Crusoe utilizado en Green Destiny era un híbrido de hardware-software no tradicional y de muy bajo consumo; Al optimizar la parte del software del procesador Crusoe para la supercomputación, los fracasos en Green Destiny mejoraron en un 50 a 100 por ciento, y el consumo de energía se mantuvo en un orden de magnitud mejor que en un procesador tradicional. Con un menor consumo de energía, y por lo tanto una temperatura más baja, los nodos de cómputo eran más confiables y se podían empaquetar más densamente.La Figura 1 muestra la confiabilidad de Green Destiny en comparación con un grupo de imitación, que era idéntico a Green Destiny a excepción del procesador. Green Destiny anunció una nueva era en la supercomputación, una que se centró más en la eficiencia, la confiabilidad y la disponibilidad que solo en la velocidad bruta. Como se mencionó anteriormente, una supercomputadora tradicional se ve más como un auto de Fórmula Uno, que gana la métrica de rendimiento en bruto con respecto a la velocidad máxima, pero la confiabilidad puede ser tan deficiente que requiere un mantenimiento frecuente y resultados de bajo rendimiento. En contraste, una supercomputadora verde como Green Destiny se parece más a un Toyota Prius turbo: pierde en relación con la velocidad bruta, pero su mayor confiabilidad y eficiencia da como resultado un mayor rendimiento. La Tabla 1 captura de manera indirecta esta compensación entre eficiencia y velocidad bruta, mostrando la configuración bruta y los números de ejecución para Green Destiny y ASCI White (la supercomputadora principal en la lista de TOP500 en 2001) en el punto de referencia de Linpack. Como es de esperar, la supercomputadora blanca ASCI lideró todas las categorías de rendimiento en bruto (que se muestran en cursiva), mientras que Green Destiny ganó las categorías de eficiencia (en negrita). Específicamente, la densidad de memoria, la densidad de almacenamiento y las eficiencias informáticas de Green Destiny en relación con la potencia y el espacio son todas una o dos órdenes de magnitud mejores que las de ASCI White.La cobertura de los medios en cientos de medios de comunicación demostró que Green Destiny había captado una enorme cantidad de interés tanto en la industria informática como en la de negocios. Sin embargo, cuando Green Destiny debutó, la comunidad de supercomputadoras pensó que ser verde era sinónimo de bajo rendimiento. Entonces, aunque Green Destiny finalmente produjo 101 Gflops en el punto de referencia de Linpack, que era tan rápido como un supercomputador Cray T3D de 1.024 procesadores en la lista de TOP500 en ese momento, mucha gente todavía sentía que Green Destiny sacrificaba demasiado rendimiento por eficiencia energética y sistema. confiabilidad. En consecuencia, Green Destiny recibió tanto el ridículo como el desprecio.