Dobijamo dva ogromna nova superračunala

Američka vlada danas je napravila veliki ulog da će brži superračunala pomoći u rješavanju nekih od najvećih problema u znanosti, s planovima izgradnje dva ogromna superračunala, od kojih bi svaki bio višestruko brži od današnjih najbržih strojeva.

To uključuje 325 milijuna dolara za izgradnju novih superračunala, uključujući novi stroj nazvan Summit u Nacionalnoj laboratoriji Oak Ridge (ORNL) i drugi nazvan Sierra u Nacionalnoj laboratoriji Lawrence Livermore (LLNL), kao i 100 milijuna dolara za istraživanje i razvoj na ekstremnim tehnologija superračunanja u ljestvici u programu zvanom FastForward2. Očekuje se da će Samit donijeti 150 do 300 vršnih petaflopa / s (kvadrijuni izračunavanja s pomičnim zarezom u sekundi), a Sierra preko 100 petaflopa / s u usporedbi s 54, 9 vršnih petaflopa / s današnje najbrže stroja (Tianhe-2) na cesti prema "exascale computing".

Da biste to uzeli u perspektivu, ukupna računska snaga Top500 sustava prije nekoliko mjeseci iznosila je 274 petaflopa / s (novi Top500 popis izaći će sljedeći tjedan u kombinaciji sa SuperComputing 14 showom). Oba sustava će izgraditi IBM, a temeljit će se na arhitektonskim procesorima IBM Power, GPU-i Nvidia Tesla i interkonekcijama Mellanox.

Tom Rosamilla, stariji potpredsjednik IBM Systems & Technology Group, opisao je sustave kao korištenje nove "arhitekture usredotočene na podatke" namijenjene uklanjanju kretanja podataka u najvećoj mogućoj mjeri, stavljanjem podataka bliže računanju. IBM kaže da je ovo dizajnirano za pružanje vodeće prednosti, ekonomičnog modeliranja, simulacije, aplikacija i analitike na velikim podacima i koristi prednost inicijative OpenPower (čiji su članovi Nvidia i Mellanox).

Kao dio toga, koristit će Nvidia Tesla GPU-ove temeljene na svojoj nadolazećoj Volta arhitekturi (koja treba stići u 2017., nakon Pascal arhitekture do 2016.) i tvrtke NVLink tehnologiji za povezivanje između svih procesora u jednom čvoru poslužitelja. Sumit Gupta, generalni direktor Tesline GPU ubrzanog računarstva za Nvidia, opisao je NVLink kao "prvu brzu interkonekciju za GPU", omogućavajući točka-tačku komunikacije između GPU-a i drugog GPU-a, kao i između GPU-a i GPU-a Snažni CPU. (Prva generacija NVLink-a treba stići u 2016.; novi sustavi upotrebljavat će drugu generaciju.) Čvorovi unutar sustava bit će povezani pomoću slijedeće generacije Mellanox EDR 100 Gb / s InfiniBand interkonekcije.

IBM je rekao da će svaki sustav imati vrhunske performanse "dobro iznad 100 petaflopa", uravnoteženo s više od pet petabajta dinamičke i flash memorije, te će biti u mogućnosti premjestiti podatke u procesor brzinom većom od 17 petabajta u sekundi (što tvrtka kaže da je ekvivalentno kretanju više od 100 milijardi fotografija u sekundi).

Jeffrey Nichols, stručni suradnik laboratorija za ORNL-ove računarstvo i računske znanosti, opisao je arhitekturu kao "manji broj čvorova s ​​mnogo većim otiskom zajedničke memorije" i rekao da bi programerima trebalo omogućiti optimizaciju i efikasnije pokretanje paralelnih opterećenja koja trenutno rade na trenutnoj ORNL struji Titanov sustav. ORNL kaže da će njegov sustav Summit uključivati ​​više od 3400 čvorova sa svakim čvorom, uključujući više procesora IBM Power 9 i više Nvidia Volta GPU-ova, s više od 512 GB DDR4 i velikom propusnom memorijom (u koherentnom dizajnu, tako da može raditi sa svim CPU-i i GPU-ovi), zajedno s 800 GB nehlapljivog RAM-a, pružajući preko 40 teraflopa vršnih performansi. Imat će GPFS sustav za pohranu poslužitelja s 1TB / s propusne širine I i 120 PB kapaciteta diska. To bi na kraju trebalo zamijeniti trenutni sustav Titan koji je ORNL, a to je Cray sustav zasnovan na AMD Opteron procesorima i Nvidia Kepler procesorima, sposobnim 27 petaflop / s, a Nichols je rekao kako bi Summit trebao isporučiti 5 do 10 puta više performansi Titana. Predviđeno je da se Summit isporuči u 2017. i da bude dostupan korisnicima u 2018. godini.

Ciljne aplikacije za sustav Summit uključuju znanost izgaranja (pokušava povećati učinkovitost motora za izgaranje za 25-50 posto), znanost o klimatskim promjenama, skladištenje energije i nuklearnu energiju. Nichols je rekao da bi samit trebao omogućiti ORNL-u da "proširi vidike" znanosti koju rade u laboratorijima.

LLNL sustav, nazvan Sierra, usmjeren je na napredni program simulacije i računarstva (NNSA) Nacionalne uprave za nuklearnu sigurnost (ASC), koji je uglavnom dizajniran za nauku i procjenu oružja. Prema Mikeu McCoyu, direktoru programa ASC programa LLNL, superračunalo omogućuje laboratoriji da napravi simulacije na nuklearnim zalihama zemlje bez potrebe za povratkom na nuklearna ispitivanja. Kazao je da je simulacijski 3D kod za simulaciju oružja "jedna od najkompliciranijih aplikacija na planeti". Napomenuo je da to nije slučaj kada vlada kupuje sustav koji nije uobičajen, već je "ko-dizajn" gdje programeri i dizajneri sustava rade zajedno na arhitekturi.

Oba sustava, koji su dio odjela za energetski odjel poznat kao Suradnja Oak Ridgea, Argonnea i nacionalnih laboratorija Lawrence Livermore (CORAL), usmjereni su na ubrzanje razvoja računalstva visokih performansi. IBM kaže da programiranje za takve sustave može početi već danas, ali sustavi se neće instalirati do 2017. ili 2018. Kao dio programa CORAL, Argonne National Lab također će dobivati ​​nove superračunave, ali ga još nije objavio.

Sveukupno, Nichols je rekao da je na Summit i Sierru gledao kao na "rane korake ka prepadu" i rekao da se raduje budućim sustavima istim arhitektonskim putem i da se nada dugoj suradnji s dobavljačima. Otprilike pet godina nakon održavanja samita, rekao je, nadati se da će imati rasulo.

Također, AMD je danas objavio da je primio 32 milijuna dolara u dvije DOE nagrade, u sklopu projekta FastForward2, za istraživanje eksplantacijske čvorne arhitekture temeljene na svojim ubrzanim procesnim jedinicama (APU) zasnovanim na heterogenoj arhitekturi sustava (HSA) i kako bi pomogao dizajnirati novu standard za buduća memorijska sučelja. DOE je rekao da će AMD, Cray, IBM, Intel i Nvidia voditi projekte FastForward2. (Intel i Cray nisu uključeni u superračunala najavljena za danas, ali i dalje su veliki igrači u svemiru, pa će biti zanimljivo vidjeti jesu li uključeni u Argonneove planove.)