Эксафлопсный барьер преодолеют в 2021 году
Говорим о самом быстром суперкомпьютере в США и других участниках «эксафлопсной гонки».
Фото — OLCF at ORNL — СС BY / Мощнейший суперкомпьютер на сегодняшний день — Summit
Проект Aurora
Разработкой эксафлопсного компьютера Aurora занимается Министерство энергетики США (DOE). Его строят в Аргоннской национальной лаборатории недалеко от Чикаго. Aurora будет в пять раз мощнее текущего мирового лидера — вычислительной системы Summit от IBM, установленной в Национальной лаборатории Оук-Ридж, которая также принадлежит Министерству энергетики США.
Над проектом работает команда специалистов из компаний Cray (которую месяц назад купили HPE) и Intel. По оценкам экспертов стоимость контракта подбирается к $500 млн. Именно эту сумму правительство США выделило научному подразделению DOE на развитие эксафлопсных систем.
Вообще, Aurora планировали запустить еще в 2018 году, но с гораздо меньшей вычислительной мощностью. Однако в Министерстве энергетики решили увеличить производительность системы в пять раз и перенести «релиз». Запуск нового суперкомпьютера ожидается в 2021 году.
Назначение машины
По словам представителя Аргоннской национальной лаборатории, система Aurora (в отличие от других суперкомпьютеров DOE) не будет решать задачи оборонной промышленности. Её мощности направят на исследование космоса и последствий глобального потепления, поиск препаратов для лечения рака и разработку новых материалов для солнечных панелей.
В Аргоннской лаборатории уже выбрали десять проектов, которые первыми получат доступ к высокопроизводительной системе. Среди них числятся программы по созданию нейронной карты мозга и изучению темной материи.
Как говорят инженеры, одной из ключевых возможностей Aurora станут интеллектуальные алгоритмы. Они будут оптимизировать проводимые симуляции. Например, суперкомпьютер не станет моделировать эффекты всех возможных вариаций лекарственных препаратов. Системы ИИ предварительно определят наиболее перспективные комбинации, и машина займется ими в первую очередь. Такой подход позволит ускорить разработку медикаментов.
Как она устроена
Суперкомпьютер Aurora состоит из 200 стоек с аппаратным обеспечением, которые в сумме занимают почти 600 квадратных метров. Каждая стойка представляет собой кластерную систему Cray Shasta. В её основе лежат процессоры Intel Xeon Scalable. Они имеют встроенный Ethernet-контроллер, аппаратно-программное решение для создания RAID и технологию Intel VMD для объединения устройств NVMe в логическое хранилище.
Также Shasta использует графическую архитектуру Intel Xe. Она помогает ускорить скалярные, матричные, векторные и тензорные операции в дата-центрах. Все стойки суперкомпьютера соединены друг с другом интерфейсом Cray Slingshot, который обеспечивает в пять раз большую полосу пропускания, чем традиционные межсоединения.
Для отведения тепла от железа инженеры используют жидкостное охлаждение. Но пока разработчики не раскрывают подробностей, об энергопотреблении нового суперкомпьютера.
Кто еще преодолеет эксафлопсный барьер
По данным аналитической фирмы Hyperion Research, в последующие три года компании из разных стран потратят на эксафлопсные системы $10 млрд. Помимо Америки, в «эксафлопсной гонке» участвуют Китай, Япония и Франция.
Разработку суперкомпьютера с производительностью в один эксафлопс КНР начала в 2017 году. Их машина получила название Tianhe-3 и строится на базе китайских процессоров Phytium. Они имеют 64 ядра и обладают производительностью в 512 гигафлопс. Tianhe-3 будут использовать для анализа последовательностей генов и белковых структур и разработки новых лекарств. Его прототип уже тестируется в Национальном суперкомпьютерном центре в Тяньцзине. Ввести суперкомпьютер в эксплуатацию собираются в 2020-м. Однако ряд экспертов полагает, что его запуск могут задержать на полгода–год по техническим причинам.
Фото — O01326 — СС BY-SA / Tianhe-2 — предыдущая версия нового суперкомпьютера
В 2016-м о своих планах создать эксафлопсный суперкомпьютер к 2021 году объявила японская Fujitsu. Вычислительную систему Post-K соберут на основе чипов A64FX (ARM-архитектура). Они имеют 52 ядра — 48 из них выполняют вычислительные операции, а оставшиеся четыре — управленческие функции. По оценке редакторов портала о суперкомпьютерах Top500, для достижения производительности в один эксафлопс японские разработчики используют более 370 тыс. таких процессоров.
В Европе тоже занимаются разработкой «суперкомпьютеров нового поколения». В частности, французский производитель вычислительного оборудования Atos поставит эксафлопсный компьютер научно-исследовательскому институту CEA. Он занимается проектированием ядерных реакторов и исследованиями в области сейсмологии. Суперкомпьютер Sequana построят на базе процессоров Intel Xeon и графических карт NVIDIA.
Появления эксафлопсных машин ожидает большое количество научных проектов. По словам участников Human Brain Project (занимается изучением мозга человека), применение новым системам найдется сразу. Поэтому можно ожидать, что в скором времени еще больше стран начнет разрабатывать сверхмощные суперкомпьютеры.
ITGLOBAL.COM предоставляет услуги частного и гибридного облака, а также решения для анализа трафика операторов связи. О чем мы пишем в корпоративном блоге:
