Získavame dva obrovské nové superpočítače

Americká vláda dnes urobila veľkú stávku, že rýchlejšie superpočítače pomôžu vyriešiť niektoré z najväčších vedeckých problémov, s plánmi na vybudovanie dvoch veľkých superpočítačov, z ktorých každý by bol niekoľkokrát rýchlejší ako súčasné najrýchlejšie stroje.

To zahŕňa 325 miliónov dolárov na výstavbu nových superpočítačov vrátane nového stroja s názvom Summit v Oak Ridge National Laboratories (ORNL) a ďalšieho stroja s názvom Sierra v Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), ako aj 100 miliónov dolárov na výskum a vývoj v extrémnych podmienkach škálovateľná technológia superpočítača v programe s názvom FastForward2. Summit by mal dodať 150 až 300 špičkových petaflop / s (štvornásobok výpočtov s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu) a Sierra viac ako 100 petaflop / s v porovnaní s 54, 9 maximálnymi petaflop / s dnešného najrýchlejšieho stroja (Tianhe-2) na ceste smerom k „výpočtovej technike exascale“.

Aby som to uviedol do perspektívy, celkový výpočtový výkon systémov Top500 bol pred niekoľkými mesiacmi 274 petaflop / s (nový zoznam Top500 vyjde budúci týždeň v spojení so šou SuperComputing 14). Oba systémy postaví spoločnosť IBM a budú založené na procesoroch architektúry IBM Power, GPU Nvidia Tesla a prepojení Mellanox.

Tom Rosamilla, senior viceprezident spoločnosti IBM Systems & Technology Group, opísal systémy ako nové „architektúry zamerané na údaje“ navrhnuté tak, aby čo najviac eliminovali pohyb údajov tým, že údaje umiestnia bližšie k počítaču. Spoločnosť IBM tvrdí, že je navrhnutá tak, aby poskytovala špičkové, nákladovo efektívne modelovanie, simuláciu, aplikácie a analytiku v oblasti veľkých dát, a využíva výhody iniciatívy OpenPower (ktorej členmi sú Nvidia a Mellanox).

V rámci toho využije GPU Nvidia Tesla na základe nadchádzajúcej architektúry Volta (ktorá sa má uskutočniť v roku 2017, nasledujúca po architektúre Pascal v roku 2016) a technológie spoločnosti NVLink spoločnosti na spojenie medzi všetkými procesormi v jednom serverovom uzle. Sumit Gupta, generálny riaditeľ spoločnosti Tesla GPU Accelerated Computing for Nvidia, označil NVLink za „prvé vysokorýchlostné prepojenie pre GPU“, čo umožňuje komunikáciu medzi bodmi a bodmi medzi GPU a iným GPU, ako aj medzi GPU a Výkonový procesor. (Prvá generácia NVLink je naplánovaná na rok 2016; nové systémy budú používať druhú generáciu.) Uzly v rámci systémov sa budú spájať pomocou novej generácie prepojenia InfiniBand Mellanox EDR 100 Gb / s.

IBM uviedla, že každý systém bude mať špičkový výkon „vysoko nad 100 petaflop“, vyvážený viac ako piatimi petabajtmi dynamickej a flash pamäte a bude schopný prenášať údaje do procesora rýchlosťou viac ako 17 petabajtov za sekundu (čo spoločnosť hovorí, že to znamená presun viac ako 100 miliárd fotografií za sekundu).

Jeffrey Nichols, pridružený laboratórny riaditeľ pre výpočtové a výpočtové vedy spoločnosti ORNL, opísal architektúru ako „menší počet uzlov s oveľa väčšou stopou zdieľanej pamäte“ a uviedol, že by to malo vývojárom umožniť optimalizovať a efektívnejšie spúšťať paralelné zaťaženia, ktoré v súčasnosti bežia na súčasných úrovniach spoločnosti ORNL. Titanový systém. ORNL uvádza, že jej systém Summit bude obsahovať viac ako 3400 uzlov s každým uzlom vrátane viacerých procesorov IBM Power 9 a viacerých GPU Nvidia Volta, s viac ako 512 GB DDR4 a veľkou šírkou pásma (v koherentnom dizajne, takže môže pracovať so všetkými CPU a GPU) spolu s 800 GB energeticky nezávislej pamäte RAM, ktorá poskytuje viac ako 40 teraflopov špičkového výkonu. Bude mať systém GPFS Storage Server so šírkou pásma 1 TB / s I / O a 120 PB kapacity disku. Toto by malo nakoniec nahradiť súčasný systém Titan spoločnosti ORNL, ktorý je systémom Cray založeným na procesoroch AMD Opteron a procesoroch Nvidia Kepler, schopných 27 petaflop / s. Nichols tvrdí, že Summit by mal poskytnúť 5 až 10-násobok výkonu Titanu. Summit by mal byť dodaný v roku 2017 a dostupný pre používateľov v roku 2018.

Medzi cieľové aplikácie systému Summit patrí veda o spaľovaní (ktorá sa snaží zvýšiť účinnosť spaľovacích motorov o 25 - 50 percent), veda o zmene klímy, skladovanie energie a jadrová energia. Nichols povedal, že summit by mal ORNL umožniť „rozšíriť obzory“ vedy, ktorú robia v laboratóriách.

Systém LLNL, nazývaný Sierra, je zameraný na program Advanced Simulation and Computing (ASC), ktorý je určený predovšetkým na vedu a hodnotenie zbraní, v rámci NMSSA (Advanced Nuclear Security Administration). Podľa Mika McCoya, programového riaditeľa ASC spoločnosti LLNL, superpočítač umožňuje laboratóriu robiť simulácie na jadrovom sklade krajiny bez toho, aby sa musel vrátiť k jadrovým testom. Laboratórny 3D simulačný kód zbrane bol „jednou z najzložitejších aplikácií na planéte“. Poznamenal, že to nie je prípad vlády, ktorá si kupuje off-the-shelf systém, ale skôr „co-design“, kde programátori a návrhári systémov spolupracujú na architektúre.

Oba systémy, ktoré sú súčasťou programu Department of Energy známeho ako Collaboration of Oak Ridge, Argonne a Lawrence Livermore national labs (CORAL), sa zameriavajú na urýchlenie vývoja vysokovýkonných výpočtov. Spoločnosť IBM tvrdí, že programovanie takýchto systémov sa môže začať dnes, ale systémy sa nainštalujú až v roku 2017 alebo 2018. V rámci programu CORAL získa Argonne National Lab nové superpočítače, ale ešte ho ohlásil.

Celkovo Nichols uviedol, že Summit a Sierru považoval za „skoré kroky smerom k exascale“ a povedal, že sa teší na budúce systémy pozdĺž rovnakej architektonickej cesty a dúfa, že bude dlho spolupracovať s predajcami. Asi päť rokov po doručení summitu dúfa, že bude mať počítač s exascalom.

Spoločnosť AMD tiež dnes oznámila, že v rámci projektu FastForward2 získala 32 miliónov dolárov na výskum architektúry exascale uzlov založených na urýchlených procesorových jednotkách založených na Heterogénnej systémovej architektúre (HSA) a na pomoc pri navrhovaní nových jednotiek APU. štandard pre budúce pamäťové rozhrania. DOE povedal, že AMD, Cray, IBM, Intel a Nvidia budú viesť projekty FastForward2. (Intel a Cray sa nezúčastňujú na superpočítačoch, ktoré boli dnes ohlásené, ale naďalej sú veľkými hráčmi vo vesmíre, takže bude zaujímavé zistiť, či sú zapojení do plánov spoločnosti Argonne.)