Мы получаем два новых массивных суперкомпьютера

Правительство США сегодня сделало большую ставку на то, что более быстрые суперкомпьютеры помогут решить некоторые из самых больших проблем в науке, и планирует построить два огромных суперкомпьютера, каждый из которых будет в несколько раз быстрее самых быстрых современных машин.

Это включает 325 миллионов долларов США для строительства новых суперкомпьютеров, в том числе новый компьютер под названием Summit в Национальных лабораториях Ок-Риджа (ORNL) и еще один аппарат Sierra в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL), а также 100 миллионов долларов США на исследования и разработки в области экстремальных технологий масштабировать суперкомпьютерные технологии в программе под названием FastForward2. Ожидается, что Summit обеспечит 150–300 петафлопс / с (квадриллионы вычислений с плавающей запятой в секунду), а Sierra - более 100 петафлопс / с по сравнению с 54, 9 петафлопс / с самой быстрой машины (Tianhe-2) на дороге в сторону "Exascale Computing".

Для сравнения: общая вычислительная мощность систем Top500 по состоянию на несколько месяцев назад составляла 274 петафлопс / с (новый список Top500 выйдет на следующей неделе в связи с шоу SuperComputing 14). Обе системы будут построены IBM и будут основаны на процессорах архитектуры IBM Power, графических процессорах Nvidia Tesla и межсоединениях Mellanox.

Том Розамилла (Tom Rosamilla), старший вице-президент IBM Systems & Technology Group, охарактеризовал системы как использующие новую «архитектуру, ориентированную на данные», разработанную для максимально возможного устранения перемещения данных путем размещения данных ближе к вычислениям. IBM заявляет, что она предназначена для обеспечения передового, экономически эффективного моделирования, симуляции, приложений и аналитики больших данных и использует преимущества инициативы OpenPower (членами которой являются Nvidia и Mellanox).

Как часть этого, он будет использовать графические процессоры Nvidia Tesla на основе своей будущей архитектуры Volta (которая должна выйти в 2017 году, после архитектуры Pascal в 2016 году) и технологии NVLink компании для соединений между всеми процессорами в одном узле сервера. Сумит Гупта, генеральный менеджер по ускорению вычислений на GPU Tesla для Nvidia, описал NVLink как «первое высокоскоростное межсоединение для GPU», обеспечивающее двухточечную связь между GPU и другим GPU, а также между GPU и Мощность процессора. (Первое поколение NVLink должно появиться в 2016 году; новые системы будут использовать второе поколение.) Узлы внутри систем будут подключаться с использованием следующего поколения межплатного соединения InfiniBand Mellanox EDR 100 Гбит / с.

IBM заявила, что каждая система будет иметь пиковую производительность, "намного превышающую 100 петафлопс", сбалансированную с более чем пятью петабайтами динамической и флэш-памяти, и будет способна перемещать данные в процессор со скоростью более 17 петабайт в секунду (что Компания говорит, что эквивалентно перемещению более 100 миллиардов фотографий в секунду).

Джеффри Николс, заместитель директора лаборатории ORNL по вычислительным и вычислительным наукам, охарактеризовал архитектуру как «меньшее количество узлов с гораздо большим объемом общей памяти» и сказал, что это должно позволить разработчикам оптимизировать и более эффективно запускать параллельные нагрузки, в настоящее время работающие на текущей ORNL. Титановая система. ORNL говорит, что ее система Summit будет включать в себя более 3400 узлов, каждый из которых включает в себя несколько процессоров IBM Power 9 и несколько графических процессоров Nvidia Volta с более чем 512 ГБ памяти DDR4 и памятью с высокой пропускной способностью (в согласованной конструкции, поэтому она может работать со всеми Процессоры и графические процессоры), а также 800 ГБ энергонезависимой оперативной памяти, обеспечивающей более 40 терафлопс максимальной производительности. Он будет иметь систему сервера хранения GPFS с пропускной способностью ввода-вывода 1 ТБ / с и 120 ПБ емкости диска. Это должно в конечном итоге заменить текущую систему Titan ORNL, которая представляет собой систему Cray на базе процессоров AMD Opteron и процессоров Nvidia Kepler, способную развивать скорость 27 петафлопс / с. Николс заявил, что Summit должен обеспечивать производительность Titan в 5-10 раз больше, чем у Titan. Саммит планируется провести в 2017 году и доступен для пользователей в 2018 году.

Целевые приложения для системы саммита включают науку о сгорании (пытаясь повысить эффективность двигателей внутреннего сгорания на 25-50 процентов), науку об изменении климата, хранение энергии и ядерную энергетику. Николс сказал, что Саммит должен позволить ORNL "расширить горизонты" науки, которую они делают в лабораториях.

Система LLNL, называемая Sierra, нацелена на программу Advanced Simulation and Computing (ASC) Национальной администрации по ядерной безопасности (NNSA), разработанную главным образом для изучения и оценки оружия. По словам Майка Маккоя, директора программы ASC LLNL, суперкомпьютер позволяет лаборатории проводить моделирование ядерных запасов в стране, не возвращаясь к ядерным испытаниям. Он сказал, что код симуляции 3D-оружия лаборатории был «одним из самых сложных приложений на планете». Он отметил, что это не тот случай, когда правительство покупает готовую систему, а скорее «совместное проектирование», когда программисты и системные разработчики работают вместе над архитектурой.

Обе системы, являющиеся частью программы Министерства энергетики, известной как совместная работа национальных лабораторий Ок-Риджа, Аргонна и Лоуренса Ливермора (CORAL), направлены на ускорение развития высокопроизводительных вычислений. IBM заявляет, что программирование для таких систем может начаться уже сегодня, но эти системы не будут установлены до 2017 или 2018 года. В рамках программы CORAL Аргоннская национальная лаборатория также получит новые суперкомпьютеры, но еще не объявила об этом.

В целом Николс сказал, что рассматривает Summit и Sierra как «первые шаги на пути к расширению» и сказал, что он с нетерпением ожидает будущих систем на том же архитектурном пути и надеется на долгое сотрудничество с поставщиками. По его словам, через пять лет после саммита он надеется получить превосходный компьютер.

Кроме того, сегодня AMD объявила о получении 32 миллионов долларов в виде двух премий DOE в рамках проекта FastForward2 за исследование расширяющейся архитектуры узлов на основе ускоренных процессорных блоков (APU) на основе гетерогенной системной архитектуры (HSA) и за помощь в разработке нового стандарт для будущих интерфейсов памяти. Министерство энергетики США заявило, что AMD, Cray, IBM, Intel и Nvidia будут руководить проектами FastForward2. (Intel и Cray не участвуют в объявленных сегодня суперкомпьютерах, но продолжают оставаться крупными игроками в космосе, поэтому будет интересно посмотреть, участвуют ли они в планах Аргонн.)