Video: TULEVAISUUDEN SUPERTIETOKONEET (Lokakuu 2024)
Nykyään korkealaatuiseen tietojenkäsittelyyn on olemassa useita erilaisia lähestymistapoja, järjestelmiin viitataan yleensä supertietokoneina. Suurin osa näistä järjestelmistä käyttää valtavaa määrää Xeon-prosessoreita, mutta alamme nähdä kiinnostavimpia uusia koneita, jotka ajavat kiihdyttimiä, kuten Nvidian Tesla tai Intel Xeon Phi. On jopa puhuttu siitä, että massiiviset ARM-pohjaiset järjestelmät voisivat olla tehokkaita tulevaisuudessa. Mutta entä jos voisit kokeilla kaikkia näitä arkkitehtuureja yhdessä paikassa?
Se on uuden MareNostrum 4 -tietokoneen haaste ja lupaus, jota valmistellaan asennettavaksi Barcelonan supertietokonekeskukseen. Uusi muotoilu sisältää perinteiseen Xeoniin perustuvan yleiskäyttöön tarkoitetun pääjärjestelmän sekä kolme uutta nousevaa teknologiaklusteria, jotka perustuvat IBM Power- ja Nvidia-, Xeon Phi- ja ARM-pohjaisiin tietokoneisiin. Ollessani Barcelonassa Mobile World Congress -tapahtumassa, minulla oli tilaisuus puhua BSC: n operatiivisen johtajan Sergi Gironan kanssa, joka selitti neljän eri klusterin perusteet.
Gironan mukaan keskuksen pääasiallisena tehtävänä on tarjota supertietokonepalveluita espanjalaisille ja muille eurooppalaisille tutkijoille teollisuuden lisäksi. Osana tätä tehtävää keskus haluaa olla vähintään kolme "nousevaa teknologiaklusteria", jotta se voi testata erilaisia vaihtoehtoja.
Girona sanoo, että keskusta valitsi yleisen laskentaklusterin osalta perinteisen Xeon-mallin, koska ensi viikolla irrotettavan nykyisen MareNostrum 3 -sovelluksen sovellusten siirtäminen oli helpompaa. Suunnittelun piti sopia myös kappelin nykyiseen tilaan. (Vierailin keskustassa viime vuonna ja nykyinen supertietokone vuosi sitten.)
Uusi suunnittelu, jonka Lenovo rakentaa, perustuu uuteen Xeon v5 (Skylake), jossa on 3 556 solmua, joissa molemmissa on kaksi pistoketta, ja jokaisessa sirussa on 24 ydintä, ja teoreettinen huipputeho on 11, 14 petaflopsia per toinen. Suurimmalla osalla ytimistä on 2 Gt muistia, mutta 6 prosentilla 8 Gt, yhteensä 331, 7 Tt RAM-muistia. Jokaisella solmulla on 240 Gt: n SSD, vaikka lopulta joillakin on 3D XPoint-muisti, kun se on käytettävissä. Solmut on kytkettävä Intelin Omni-Path-liitännän ja 10 Gt Ethernet -yhteyden kautta. Järjestelmässä on myös kuusi IBM: n säilytystilaa, joissa on 15 petatavua tallennusta, mukaan lukien sekoitus flash- ja kiintolevyasemia. Kaiken kaikkiaan suunnittelu vie 62 telinettä - 48 tietojenkäsittelyyn, 6 tallennukseen, 6 verkkoon ja 2 hallintaan. Se täyttää 120 neliömetriä (mikä tekee erittäin tiheästä ympäristöstä) ja kuluttaa 1, 3 megawattia tehoa enemmän kuin edellisen suunnittelun vetämässä 1 megawatissa. Operaation odotetaan alkavan 1. heinäkuuta.
Yksi asia, jonka piti mielenkiintoisena täällä, on se, kuinka siirtyminen uuteen sukupolveen osoittaa selvästi tekniikan etenemisen. Edellisen sukupolven huippusuorituskyky oli noin 1 petaflop, ja tämän järjestelmän tulisi olla yli 10 kertaa nopeampi, kun taas samalla käytetään vain 30 prosenttia enemmän virtaa. Vertailun vuoksi, vuonna 2004 asennetun alkuperäisen MareNostrum-supertietokoneen huipputeho oli 42 teraflopsia ja se käytti 640 kilowattia tehoa. (Yksityiskohtaiset tiedot MareNostrumin neljän sukupolven suorituskyvyn parannuksista ovat yllä olevassa taulukossa). Girona sanoo, että tämä tarkoittaa, että MareNostrum 1: lle kuluneen vuoden käyttö voi tapahtua yhdessä päivässä uudessa järjestelmässä. Melko vaikuttava.
Uutta tekniikkaa varten sivustolla on kolme uutta klusteria. Yksi koostuu IBM Power 9 -prosessoreista ja Nvidia GPU -sovelluksista, jotka on suunniteltu tuottamaan piikkikäsittelykyky yli 1, 5 Petaflop / s. Tämän klusterin rakentaa IBM, ja siihen sisältyy samantyyppinen suunnittelu, joka otetaan käyttöön Summit- ja Sierra-supertietokoneissa, jotka Yhdysvaltain energiaministeriö on tilannut Oak Ridgen ja Lawrence Livermoren kansallisille laboratorioille osana CORAL-yhteistyötä Oak Ridgessä., Argonnen ja Lawrence Livermoren kansalliset laboratoriot.
Toinen klusteri muodostuu Intel Xeon Phi -prosessoreista, ja Lenovo rakentaa järjestelmän, joka käyttää tulevaa Knights Hill (KNH) -versiota ja OmniPathia, ja huippusuorituskyky on yli 0, 5 Petaflop / s. Tämä jäljittelee myös amerikkalaista CORAL-ohjelmaa ja käyttää samoja prosessoreita, jotka ovat Aurora-supertietokoneen sisällä, Yhdysvaltain energiaministeriön tilaamalla Argonnen kansalliselle laboratoriolle.
Lopuksi muodostuu kolmas klusteri 64-bittisistä ARMv8-prosessoreista, jotka Fujitsu toimittaa prototyyppikoneessa, joka on suunniteltu käyttämään samoja prosessoreita, joita Fujitsu kehittää uudelle japanilaiselle järjestelmälle nykyisen K-supertietokoneen korvaamiseksi. Tämänkin pitäisi tarjota yli 0, 5 Petaflop / s huipputehoa. Uusien klustereiden toiminnan alkamisen tarkkaa ajankohtaa ei ole vielä julkistettu, Girona sanoi.
Kaiken kaikkiaan järjestelmä maksaa 34 miljoonaa dollaria sopimuksessa, jonka IBM voitti ja rahoitti Espanjan hallitus. Yksi tärkeä syy siihen, että kaikki neljä tietotyyppiä on paikalla, on tutkimus, Girona sanoi. Keskuksessa, joka työllistää yhteensä 450 ihmistä, on 160 tutkijaa, jotka keskittyvät tietotekniikkaan, mukaan lukien arkkitehtuuri ja työkalut. Erityisesti PRACE: n (Euroopan tietotekniikkakumppanuuskumppani) jäsenenä BSC yrittää keskittyä johtamaan suorituskyvyn optimointia ja rinnakkaislaskentaa.
Girona kertoi, että BSC haluaa vaikuttaa uusien tekniikoiden kehitykseen, ja suunnittelee uuden koneen käyttöä tulevaisuuden tapahtumien analysoimiseksi, erityisesti varmistaakseen, että ohjelmistot ovat valmiita seuraavan koneen arkkitehtuuriin - todennäköisesti saapuvat noin 3 vuotta - tulee. BSC on pitkään työskennellyt nousevien arkkitehtuurien työkalujen parissa, hän totesi.
Toinen tutkijoiden pohdittama aihe on, kannattaako kehittää eurooppalainen tietotekniikan prosessori, todennäköisesti ARM-arkkitehtuuriin perustuen.
Barcelonassa ei ole nopeinta supertietokonetta maailmassa; Kiinan hallussa on tällä hetkellä ennätys, amerikkalaisten ja japanilaisten yrittäessä saavuttaa kiinni. Mutta MareNostrum 4 on monimuotoisin ja mahdollisesti mielenkiintoisin.
Michael J. Miller on yksityisen sijoituspalveluyrityksen Ziff Brothers Investmentsin pääjohtaja. Miller, joka oli PC Magazine -lehden päätoimittaja vuosina 1991-2005, kirjoittaa tämän blogin PCMag.com-sivustolle kertoakseen ajatuksiaan tietokoneisiin liittyvistä tuotteista. Tässä blogissa ei tarjota sijoitusneuvoja. Kaikista velvollisuuksista luovutaan. Miller työskentelee erikseen yksityiselle sijoituspalveluyritykselle, joka voi milloin tahansa sijoittaa yrityksiin, joiden tuotteista keskustellaan tässä blogissa, eikä arvopaperikauppoja julkisteta.
