Video: Antti Poso (Lokakuu 2024)
Yhdysvaltain hallitus teki tänään suuren vedon, että nopeammat supertietokoneet auttavat ratkaisemaan joitain tieteen suurimmista ongelmista. Suunnitelmissa on rakentaa kaksi suurta supertietokonetta, joista jokainen olisi useita kertoja nopeampi kuin nykyisen nopeimmat koneet.
Tähän sisältyy 325 miljoonaa dollaria uusien supertietokoneiden rakentamiseen, mukaan lukien uusi kone nimeltään Summit Oak Ridge National Laboratories (ORNL) ja toinen nimeltään Sierra Lawrence Livermore National Laboratoryssa (LLNL) sekä 100 miljoonaa dollaria tutkimus- ja kehitystyöhön äärimmäisissä olosuhteissa. mittakaavan superlaskentateknologia ohjelmassa nimeltä FastForward2. Huippukokouksen odotetaan tuottavan 150–300 huippunopeaa petaflop / s (kvadriljoonat liukulukulaskelmat sekunnissa) ja Sierran yli 100 petaflop / s verrattuna nykyisen nopeimman koneen (Tianhe-2) 54, 9 huippunopeuteen petaflop / s (Tianhe-2) tiellä. kohti "hyvää laskentaa".
Tämän näkökulmasta katsottuna Top500-järjestelmien kokonaislaskentateho muutama kuukausi sitten oli 274 petaflop / s (uusi Top500-luettelo ilmestyy ensi viikolla yhdessä SuperComputing 14 -esityksen kanssa). IBM rakentaa molemmat järjestelmät, ja ne perustuvat IBM Power -arkkitehtuuriprosessoreihin, Nvidia Tesla GPU: iin ja Mellanox-yhteyksiin.
IBM Systems & Technology Groupin varatoimitusjohtaja Tom Rosamilla kuvaili järjestelmiä käyttävän uutta "datakeskeistä arkkitehtuuria", jonka tarkoituksena on eliminoida tiedonsiirto niin paljon kuin mahdollista asettamalla tiedot lähemmäksi tietojenkäsittelyä. IBM: n mukaan tämän tarkoituksena on tarjota edistyksellisiä, kustannustehokkaita mallinnuksia, simulointeja, sovelluksia ja analytiikkaa Big Datassa, ja se hyödyntää OpenPower-aloitetta (jonka jäseninä ovat Nvidia ja Mellanox).
Osana tätä se käyttää Nvidia Tesla GPU -sovelluksia tulevan Volta-arkkitehtuurinsa (joka on tarkoitus tuottaa vuonna 2017, vuonna 2016 määrätyn Pascal-arkkitehtuurin seurauksena) ja yrityksen NVLink-tekniikan avulla kaikkien palvelimien kaikkien prosessorien välisiin yhteyksiin. Tesla GPU Accelerated Computing for Nvidia -päällikkö Sumit Gupta kuvasi NVLink: ää "GPU: n ensimmäiseksi nopeaksi yhdysliikenteeksi", joka sallii GPRS: n ja toisen GPU: n, samoin kuin GPU: n ja GPU: n välisen tiedonsiirron pisteestä pisteeseen. Virta-prosessori. (Ensimmäisen sukupolven NVLink on tarkoitus antaa vuonna 2016; uudet järjestelmät käyttävät toista sukupolvea.) Järjestelmien solmut yhdistetään seuraavan sukupolven Mellanox EDR 100 Gb / s InfiniBand-yhdysliitännällä.
IBM: n mukaan jokaisen järjestelmän huipputeho on "selvästi yli 100 petaflopsia", joka on tasapainotettu yli viidellä petatavalla dynaamisella ja flash-muistilla, ja että se pystyy siirtämään tietoja prosessoriin nopeudella yli 17 petatavua sekunnissa (mikä yrityksen mukaan vastaa yli 100 miljardin kuvan siirtämistä sekunnissa).
Jeffrey Nichols, ORNL: n laskennallisen ja laskennallisen tieteen laboratorion johtaja, kuvaili arkkitehtuuria "pienemmäksi solmuksi, jolla on paljon suurempi jaettu muisti jalanjälki" ja sanoi, että sen pitäisi antaa kehittäjille mahdollisuus optimoida ja tehostaa niiden ORNL: n nykyisellä hetkellä käynnissä olevien rinnakkaiskuormien suorittamista. Titan-järjestelmä. ORNL: n mukaan Summit-järjestelmä sisältää yli 3400 solmua jokaisessa solmussa, mukaan lukien useita IBM Power 9 -prosessoreita ja useita Nvidia Volta GPU: ita, yli 512 Gt DDR4 ja suuri kaistanleveysmuisti (johdonmukaisessa suunnittelussa, joten se voi toimia kaikkien CPU: t ja GPU: t) sekä 800 Gt haihtumatonta RAM-muistia, joka tuottaa yli 40 teraflops huipputehoa. Siinä on GPFS Storage Server -järjestelmä, jolla on 1 Tt / s I / O-kaistaleveys ja 120 PB levykapasiteettia. Tämän pitäisi lopulta korvata ORNL: n nykyinen Titan-järjestelmä, joka on Cray-järjestelmä, joka perustuu AMD Opteron -prosessoreihin ja Nvidia Kepler -suorittimiin ja pystyy toimimaan 27 petaflopilla / s. Nicholsin mukaan Summitin pitäisi antaa 5-10-kertainen suorituskyky Titaniin. Summit on tarkoitus toimittaa vuonna 2017 ja saatavana käyttäjille vuonna 2018.
Summit-järjestelmän kohdesovelluksiin kuuluvat poltotiede (yritetään parantaa polttomoottorien tehokkuutta 25-50 prosentilla), ilmastomuutostiede, energian varastointi ja ydinvoima. Nichols sanoi, että huippukokouksen tulisi antaa ORNL: lle "laajentaa horisonttia" tieteelle, jota he tekevät laboratorioissa.
Sierra-niminen LLNL-järjestelmä on suunnattu kansallisen ydinturvallisuushallinnon (NNSA) Advanced Simulation and Computing (ASC) -ohjelmaan, joka on suunniteltu lähinnä aseetieteisiin ja arviointeihin. LLNL: n ASC-ohjelman johtajan Mike McCoyn mukaan supertietokone mahdollistaa laboratorion tehdä simulaatioita maan ydinvarastoista palatamatta ydinkokeisiin. Hän sanoi, että laboratorion 3D-aseiden simulointikoodi oli "yksi monimutkaisimmista sovelluksista planeetalla". Hän huomautti, että tämä ei ole tapaus, jossa hallitus ostaa off-the-shelf-järjestelmän, vaan pikemminkin "yhteissuunnittelu", jossa ohjelmoijat ja järjestelmän suunnittelijat työskentelevät yhdessä arkkitehtuurin parissa.
Molemmat järjestelmät, jotka ovat osa Oak Ridgen, Argonnen ja Lawrence Livermoren kansallisten laboratorioiden (CORAL), tunnetuksi nimitettyä energiaosasto-ohjelmaa, pyrkivät nopeuttamaan korkean suorituskyvyn tietojenkäsittelyn kehitystä. IBM sanoo, että tällaisten järjestelmien ohjelmointi voi alkaa jo tänään, mutta järjestelmiä asennetaan vasta vuoteen 2017 tai 2018. Osana CORAL-ohjelmaa Argonne National Lab aikoo myös saada uusia supertietokoneita, mutta ei ole vielä ilmoittanut siitä.
Kaiken kaikkiaan Nichols kertoi näkevänsä Summitin ja Sierran "varhaisina askeleina kohti eksascale" ja sanoi, että hän odottaa tulevaisuuden järjestelmiä samalla arkkitehtuuripolulla ja toivovansa pitkää yhteistyötä myyjien kanssa. Noin viiden vuoden kuluttua huippukokouksen järjestämisestä hän sanoi, että hän toivoo saavansa exascale-tietokoneen.
Lisäksi tänään AMD ilmoitti saaneensa 32 miljoonaa dollaria kahdessa DOE-palkinnossa osana FastForward2-hanketta tutkiakseen exascale-solmuarkkitehtuuria, joka perustuu sen heterogeeniseen järjestelmäarkkitehtuuriin (HSA) perustuviin kiihdytettyihin prosessointiyksiköihin (APU), ja auttamaan suunnittelemaan uutta tulevaisuuden muistirajapintojen standardi. DOE: n mukaan AMD, Cray, IBM, Intel ja Nvidia johtavat FastForward2-projekteja. (Intel ja Cray eivät ole yhteydessä tänään julkistettuihin supertietokoneisiin, mutta ovat edelleen suuria toimijoita avaruudessa, joten on mielenkiintoista nähdä, ovatko he mukana Argonnen suunnitelmissa.)
