Superpočítač patrí do veľkej miery nezmenený, ale sedí pevne

Najnovší zoznam najrýchlejších superpočítačov na svete sa veľmi nezmenil, ale výročná superpočítačová show (SC14) priniesla veľa diskusií o nových systémoch na zozname, ako aj niekoľko vysokovýkonných počítačových oznámení, ako sú nové urýchľovače od spoločnosti Intel a nvidia.

Čínsky superpočítač Tianhe-2, ktorý používa procesory Intel Xeon a urýchľovače Xeon Phi, zostal na prvom mieste na zozname Top500 s najvyšším výkonom 54, 9 petaflop (štvornásobok operácií s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu). Tento rok bolo v skutočnosti prvých deväť systémov identických s najvyšším novým prírastkom na 10. mieste - nešpecifikovaný systém vlády USA, ktorý je Cray CS-Storm poháňaný procesormi Intel Xeon E5-2660 v2 a GPU Nvidia K40, pripojené prostredníctvom Infiniband.

Ďalej v zozname bolo 78 nových systémov, hoci aj toto je nový rekord. Celkovo sa zdá, že vidíme spomalenie tempa rastu celkového výkonu 500 systémov.

Rebríček týchto systémov je založený na benchmarku LINPACK, aj keď v súčasnosti existuje veľa úsilia pri vytváraní nových benchmarkov zameraných na rôzne druhy výpočtovej techniky. Bolo pre mňa zaujímavé, že Horst Simon, redaktor zoznamu Top500, v reči na výstave uviedol, že napriek cieľu dosiahnuť počítač exascale - 1 exaflops za sekundu (zhruba 1 000 petaflop) - do roku 2020 verí, že to bude pravdepodobne Vezmite nás do konca roku 2024. Čiastočne je to preto, že budeme potrebovať viac techník šetriacich energiu - napríklad kremíkovú fotoniku a 3D integráciu a balenie -, aby sme udržali energiu potrebnú pre systém exascale na 20 megawattoch. Toto sú veľké systémy.

Napriek nedostatku veľkých zmien na vrchole sme počuli niekoľko nových oznámení - najmä oznámenia od spoločností Intel a Nvidia, ktoré by mohli smerovať k rýchlejším počítačom.

Nvidia, ktorej GPU a programovací jazyk CUDA skutočne začali posun smerom k urýchľovačom a koprocesorom v oblasti vysokovýkonných výpočtov, bola po celej show s množstvom systémov. V súčasnosti ponúka urýchľovač K40 a na výstave oznámila ďalšiu verziu, Tesla K80, ktorá využíva prístup založený na dual-GPU a ponúka to, čo firma hovorí, že je takmer dvakrát vyšší výkon a zdvojnásobí šírku pásma pamäte svojho predchodcu.

Nvidia hovorí, že K80 ponúka 4 992 jadier CUDA a 24 megabajtov pamäte RAM a má špičkovú kapacitu 2, 91 teraflopov na jednu dosku. Je zaujímavé, že K80 je teraz k dispozícii a že veľa výrobcov systémov už ponúka systémy s doskou. Napríklad spoločnosť Dell predviedla svoje nové servery PowerEdge C4130, ktoré vám umožňujú umiestniť až štyri dosky urýchľovačov Nvidia (alebo urýchľovače Intel Xeon Phi) na server 1U, s verziou K80, ktorá v každej krabici ponúka až 7, 2 teraflopov. To je len šialené množstvo výpočtového výkonu v stojane (aj keď ten, ktorý by potreboval veľa energie a potreboval veľa chladenia).

Medzitým spoločnosť Intel oznámila, že v ďalšej verzii svojho čipu Xeon Phi - verzie známej ako Knight's Landing, pre ktorú by prvé komerčné systémy mali začať dodávať budúci rok - má teraz viac ako 50 zákazníkov plánujúcich použitie novej verzie procesora tejto časti (kde Xeon Phi pôsobí ako systémový procesor) v nových superpočítačoch. Veľa ďalších systémov používa verziu produktu PCIe s koprocesorom PCIe.

Medzi zákazníkov spoločnosti Knights Landing patrí superpočítač Trinity, spoločné úsilie medzi Los Alamos a Sandia National Laboratories a superpočítač Cori, ktoré oznámilo Centrum pre výskum energie v USA (DOE), National Research Research Computing (NERSC). Spoločnosť Knight's Landing má ponúknuť približne 3 teraflopy výkonu a bude integrovať technológiu Omni-Path Fabric založenú na kremíkových fotonických technológiách, ktorú spoločnosť uviedla, že bude ponúkať rýchlosť linky 100 Gbps a až o 56 percent nižšiu latenciu prepínača ako alternatívy InfiniBand. (Všimnite si, že poskytovatelia InfiniBand teraz hovoria aj o nových verziách.)

Spoločnosť Intel uviedla, že následná kontrola, známa ako Knight's Hill, bude postavená pomocou technologickej technológie 10nm od spoločnosti Intel a použije novú generáciu látky Omni-Path. Bude nasledovať rytierske pristátie, ale presné načasovanie nebolo zverejnené.

Nesmie byť vynechaný z tejto rovnice je spoločnosť AMD, ktorá ohlásila a ukázala svoju jednoprocesorovú kartu FirePro S9150, o ktorej tvrdí, že môže ponúknuť 2, 53 teraflopov výkonu. Tento systém, ktorý je programovaný pomocou OpenCL, sa už dodáva.

V skutočnosti nový superpočítač s názvom L-CSC z GSI Helmholtz Center, založený na procesoroch GP91 S9150 a Intel Core Xeon 2690v2, zavŕšil novú verziu zoznamu Green500, v ktorom sú uvedené superpočítače v poradí podľa výpočtového výkonu na watt. Toto bolo prvýkrát, keď systém dokázal prekonať 5 gigaflopov / watt (miliardy operácií za sekundu na watt). Na tomto zozname bol na druhom mieste Suiren, poháňaný mnohými jadrovými urýchľovačmi PEZY-SC a procesormi Xeon; zatiaľ čo zvyšných 10 najlepších používa GPU Nvidia Tesla, čo ukazuje rozsah takýchto systémov.

Existujú aj ďalšie neobvyklé možnosti. Spoločnosť Micron ukazuje svoj čip Automata, v podstate špeciálny čip navrhnutý na párovanie vzorov, na použitie vo veciach ako je zabezpečenie siete a vyhľadávanie genomiky. Táto karta sa vyvinula na dosku PCIe 3 s 32 čipmi a jej spustenie sa predpokladá v prvom štvrťroku 2015, spočiatku v malých množstvách. (Spoločnosť tiež stojí za svojou hybridnou pamäťovou kockou pre pamäť novej generácie pre takéto systémy.) Spoločnosť IBM má procesor TrueNorth, ktorý dúfa, že ukazuje cestu k väčšiemu „počítaču podobnému mozgu“. NEC pracuje na novej generácii svojho vektorového procesora SX-ACE, ktorý sa podľa neho ľahšie programuje ako GPU. A samozrejme, ARM sa snaží dostať aj na serverový trh a X-Gene1 spoločnosti Applied Micro sa používa ako procesor spájajúci rôzne karty akcelerátora.

Niekoľko dodávateľov ukazovalo nové systémy. Okrem systému Dell, ktorý som spomenul vyššie, spoločnosť Lenovo ukázala vodou chladený duálny procesor založený na vlastnom procesore Intel Xeon E5-2798A (so 16 jadrámi bežiacimi až do 3, 2 GHz), ktorý podľa neho dodáva 1 083 teraflopov. A to hovorilo, že budúci rok procesor Knights Landing Xeon Phi umožní systém „peta-kocka“, ktorý dodáva viac ako jeden petaflop iba v dvoch štandardných 42U stojanoch.

Servery One Stop vykázali vysokohustotný počítačový akcelerátor, ktorý využíva PCIe Gen3 na podporu až 16 špičkových akceleračných dosiek z jedného alebo viacerých serverov. Spoločnosť uvádza, že pomocou dosiek Tesla K80 poskytuje až 89, 6 teraflopov. Môže to fungovať s procesorom IBM Power8. Spoločnosť Huawei predviedla dostupnosť svojho servera X6800 Data Center Server v USA a kvapalinou chladenú verziu svojho blade servera FusionServer 9000.

Na prepájanie systémov spoločnosť Obsidian Technologies spustila iniciatívu InfiniCortex, ktorá je navrhnutá tak, aby umožnila 100 Gigabitové pripojenie InfiniBand na veľké vzdialenosti. Spoločnosť oznámila podporu Singapurskej agentúry pre vedu, technológiu a výskum (A * STAR). A Mellanox ukázal 100 Gigabit Infiniband pracujúcich na viac ako 100 metrov cez vlákno a 8 metrov na meď.

Aby sa vytvorili najväčšie superpočítače, organizácie sa zvyčajne obracajú na spoločnosti ako IBM a Cray, aby zostavili systémy, hoci ich budovanie často trvá roky. Crayovo najväčšie vyhlásenie tohto druhu na výstave bol systém 80 miliónov dolárov známy ako Shaheen II na Univerzite vedy a technológie kráľa Abdullaha v Saudskej Arábii pre model Cray XC40, vrátane grafického analytického prístroja Urika-GD.

A samozrejme, tesne pred výstavou, DOE udelila IBM (a predajcom komponentov Nvidia a Mellanox) obrovskú zákazku na to, čo by boli dva najväčšie superpočítače v krajine, každý s viac ako 100 petaflopami.

Poznámka editora: Tento príspevok bol aktualizovaný dňa 11/26. Tianhe-2 má špičkový výkon 54, 9 petaflop, nie teraflop.