Dom Naprijed razmišljanje Superračunanje 15: veće promjene na horizontu

Superračunanje 15: veće promjene na horizontu

Video: Carita De Angel - Ozuna (Video Concept) (Studeni 2024)

Video: Carita De Angel - Ozuna (Video Concept) (Studeni 2024)
Anonim

Pregledavajući najave i postupke prošlomjesečne konferencije Supercomputing 15 (SC15) u Austinu, čini se da iako je računarstvo visokih performansi možda malo u zatišju, to je tržište spremno za velike promjene u godini na doći.

Ako pogledate lidere na top500 listi, dva puta godišnje popisa najbržih računala na svijetu, lider je šesti put zaredom Tianhe-2, superračunalo koje je izgradilo kinesko Nacionalno sveučilište za odbrambenu tehnologiju. Prema popisu top500, ovaj stroj nudi 33, 86 petaflop / s (kvadrijuni izračuna u sekundi) održanog rada na Linpack referentnoj vrijednosti i 54, 9 petaflop / s teoretskih vršnih performansi. Temelji se na procesorima Intel Xeon i Xeon Phi.

Drugo mjesto nastavlja Titan, Cray XK7 sustav temeljen na AMD Opteron CPU-ima i Nvidia K20x GPU-ima instaliranim u DOE-ovom Oak Ridge National Laboratoryu, sa 17, 59 petaflopa / s stalnih performansi na referentnoj vrijednosti Linpack.

Dva nova stroja ispucala su vrh 10. Trinity računalo u Nacionalnom laboratoriju Lawrence Livermore (LLNL) šesti je s 8, 1 petaflop / s, dok je sustav Hazel-Hen u njemačkom Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) došao na osmo mjesto sa 5, 6 petaflop / s. Oba su uređaji Cray XC, temeljeni na procesorima Intel Xeon s međusobnom vezom Aries.

Veće promjene događaju se dalje prema popisu, osobito s velikim porastom broja kineskih sustava, koji je porastao na 109, u usporedbi sa samo 37 na prethodnom popisu. Djelomično, čini se da je to slučaj iz više kineskih sustava koji imaju referentne vrijednosti i dostavljaju rezultate za popis. Kao rezultat toga, broj američkih sustava smanjio se sa 231 na 200, što je najmanji broj od kada je popis pokrenut 1993.; a broj europskih sustava smanjio se sa 141 na 108.

Veliki trend je porast broja sustava koji koriste akceleratore ili koprocesore, koji su se na trenutnom popisu popeli na 104 sustava, u odnosu na 90 u srpnju. Većina tih sustava koristi Nvidia Tesla GPU, a slijede Intelove Xeon Phi koprocesore, a neki koriste kombinaciju. Nvidia je istakla da je u 70 tih sustava, uključujući 23 od 24 nova sustava na popisu.

Na sajmu je Nvidia istaknuo rast akceleratora, a posebno broj aplikacija koje su sada dostupne optimizirane za CUDA arhitekturu tvrtke. Iz tvrtke kažu kako je 90 posto najboljih 10 računalnih aplikacija visokih performansi i 70 posto prvih 50 sada ubrzano. Jedna intrigantna upotreba je za sustave koji rade simulacije vremena, glavnu aplikaciju za računalstvo visokih performansi, jer vremenske prognoze izrađuju sve vrste vlada. Cray je ranije ukazao na upotrebu takvih akceleratora u švicarskom zavodu za meteorologiju (MeteoSwiss) i govorio je o tome kako radi sa istraživačima u Švicarskoj na prepisivanju mnogih njegovih aplikacija. Nvidia sada ukazuje na korištenje akcelerata od strane Nacionalne uprave za oceane i atmosferu (NOAA) za neke od svojih vremenskih prognoza.

Među ostalim primjenama, Cray je oglašavao aplikacije za naftu i plin, poput korištenja 3D geofizike za simulaciju rezervoara, kao i financijske usluge, poput procjene rizika. Takve aplikacije rijetko čine najbrže sustave na svijetu, ali su pokazatelj da računalstvo visokih performansi zauzima sve širu ulogu u više korporativnih aplikacija. Cray je govorio o stalnom napredovanju pokretanja većih i detaljnijih modela iz svih znanstvenih i inženjerskih disciplina, te kombinirajući tradicionalna radna opterećenja s analitikom.

Zanimalo me je i najava Linux fondacije o novom naporu koji se zove OpenHPC, a stvoren je za stvaranje otvorenijih standarda u HPC svijetu. Zanimljiva je ideja i jedna, koja izgleda ima puno velikih igrača koji se prijavljuju.

U radu je niz novih sustava. IBM gradi novi stroj nazvan Summit u Oak Ridge National Laboratories (ORNL) i drugi nazvan Sierra u National Laboratory Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), oba utemeljena na IBM Power arhitektonskim procesorima, Nvidia Tesla GPU-ima i Mellanox interkonekcijama. Očekuje se da će na vrhu donijeti 150 do 300 vršnih petaflopa / s, a Sierra preko 100 petaflopa / s.

Osim toga, Intel i Cray grade novi stroj pod nazivom Aurora, zasnovan na predstojećim procesorima Intel Xeon Phi Knights Hill za Argonne Leadership Computing Facility (dio Argonne National Labs) koji ima za cilj 150 petaflopa u 2018. Sve to dio su programa energetskog odjela koji je poznat kao Nacionalna laboratorija Oak Ridge, Argonne i Lawrence Livermore (CORAL), čiji je cilj ubrzati razvoj računalstva visokih performansi, a posebno projekta FastForward 2.

Ipak, pred nama je još dug put prema „izvrsnom računarstvu“.

U međuvremenu se pojavilo nekoliko najava procesora koji bi mogli biti dobri za budućnost. Nvidia je posebno potaknula uporabu superračunala za hiperrazličite web aplikacije, posebno strojno učenje. Najavila je nekoliko nešto nižih proizvoda: Tesla M40 ploča s 3072 CUDA jezgri, za koju je rekla da je sposobna izvoditi do 7 jednostrukih preciznih teraflopa / s, usmjerena prvenstveno na trening "dubokog učenja", i M4, ploča niže snage s 1024 jezgre i 2, 2 jednostruke preciznosti teraflopa / s koja se može koristiti za duboko zaključivanje učenja, kao i za stvari poput obrade slika i videa. Pored toga, tvrtka je najavila novi "hiperskalni paket" s aplikacijama namijenjenim najvećim računalnim mjestima. Oba nova hardverska proizvoda temelje se na 28nm procesnoj tehnologiji i kompanijskoj Maxwell arhitekturi.

Tvrtka je najavila dvije nove arhitekture, poznate kao Pascal, koje će stići sljedeće godine, i Volta, koje će je slijediti. Intel se fokusirao na to kako HPC utječe na znanost, a mene je zaintrigirao njegov opis kako koristi vlastiti superračunalo - trenutno rangirano 99 na top 500 listi - kako bi pomogao dizajnirati vlastite procesore. Kompanija je posebno rekla da koristi milijun CPU sati samo za dizajn fotomaski za procesore sljedeće generacije.

Veliki dio Intelove aktivnosti bio je fokusiran na Knights Landing, sljedeću verziju Xeon Phi čipa, koji se može koristiti kao akcelerator, ali i pokrenuti; i njegova tkanina Omni-Path. Iako Intel sada kaže da će opća dostupnost biti u prvoj polovici 2016., nekoliko kupaca ima rani pristup Knights Landingu. Trenutno Cray testira veliki sustav Knights Landing u pripremi za isporuku novog superračunala pod nazivom Cori za Nacionalni znanstveni računski centar za istraživanje energije (NERSC) i Nacionalnu laboratoriju Los Alamos i Nacionalnu laboratoriju Sandia sljedeće godine. Bull, jedinica francuskog integratora sustava Atos, također je dobila rane verzije Knights Landinga kako bi se pripremila za Tera 1000 sustav koji gradi za Francusku komisiju za alternativnu energiju i atomsku energiju. Argonne Leadership Computing Facility radi na sustavu zvanom Theta, koji bi trebao biti isporučen sljedeće godine, a Sandia National Laboratories radi s Penguin Computingom na nadogradnji nekoliko sustava koji koriste ranije generacije Xeon Phi ko-procesora.

Intel je ranije rekao da će postojati tri različite verzije Knights Landing: osnovni matični procesor (sposoban za samopokretanje), host procesor s integriranom tkaninom Omni-Path i PCIe kartica za ubrzanje. Sam čip sastojat će se od 36 pločica, svaka s dvije CPU jezgre (ukupno 72 jezgre), četiri vektorske procesne jedinice (dvije po jezgri), 1 MB zajedničke L2 predmemorije i predmemorirajuće sredstvo za održavanje koherentnosti; a Intel je rekao da bi trebao isporučiti oko tri puta skalarnije performanse Knights Corner CPU-a, s dvostrukom preciznošću od 3 teraflopa / s i jednim vrhunskim učinkom od 6 teraflopa / s. Također koristi novi memorijski sustav nazvan MCDRAM, memorija na paketu s preko 3x raspona raspoloživih širina u usporedbi s izlaskom na DDR4, što izgleda kao varijanta na Hybrid Memory Cube arhitekturi da su Intel i Micron razgovarali o tome. Na sajmu je Cray imao prototipni sustav koji je imao mogućnost pokretanja Knights Landinga, a brojni drugi dobavljači prikazivali su sustave dizajnirane za Knights Landing. Ova verzija Xeon Phi-a predviđena je za verziju, a slijedi je verzija pod nazivom Knights Hill koja će se graditi na nadolazećem 10 nm procesu.

Uz to, Fujitsu je govorio malo više o svom projektu Flagship 2020, temeljenom na novom čipu poznatom kao FX100 s 32 jezgre. Očekuje se da će otprilike utrostručiti performanse s pomičnom točkom u odnosu na trenutni FX10, a poput Knights Landinga, Fujitsuov FX100 također će koristiti verziju arhitekture Hybrid Memory Cube. Pored toga, NEC ima projekt kodnog naziva Aurora (nema veze s projektom CORAL), a temelji se na njegovom praćenju SX-ACE čipa, ali s većom propusnošću memorije. To je ciljano za 2017. godinu.

Superračunanje 15: veće promjene na horizontu