Video: Death From Space — Gamma-Ray Bursts Explained (Listopad 2024)
Americká vláda dnes učinila velkou sázku, že rychlejší superpočítače pomohou vyřešit některé z největších vědeckých problémů, s plány postavit dva obrovské superpočítače, z nichž každý by byl několikrát rychlejší než dnešní nejrychlejší stroje.
To zahrnuje 325 milionů dolarů na výstavbu nových superpočítačů, včetně nového stroje nazvaného Summit v Oak Ridge National Laboratories (ORNL) a dalšího stroje zvaného Sierra v Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), jakož i 100 milionů USD na výzkum a vývoj v extrémních podmínkách technologie superpočítačů v měřítku v programu s názvem FastForward2. Očekává se, že summit dodá 150 až 300 špičkových petaflopů / s (kvadriliony výpočtů s pohyblivou řádovou čárkou za sekundu) a Sierra více než 100 petaflopů / s ve srovnání s 54, 9 špičkovými petaflopy / s dnešního nejrychlejšího stroje (Tianhe-2) na silnici směrem k „exascale computingu“.
Abychom to uvedli v perspektivě, celkový výpočetní výkon systémů Top500 byl před několika měsíci 274 petaflop / s (nový seznam Top500 vyjde příští týden ve spojení se show SuperComputing 14). Oba systémy budou postaveny společností IBM a budou založeny na procesorech architektury IBM Power, GPU Nvidia Tesla a propojení Mellanox.
Tom Rosamilla, senior viceprezident společnosti IBM Systems & Technology Group, popsal systémy jako použití nové „architektury zaměřené na data“, která je navržena tak, aby co nejvíce eliminovala pohyb dat tím, že je umístí blíže k počítačům. Společnost IBM uvádí, že je navržena tak, aby poskytovala špičkové, nákladově efektivní modelování, simulace, aplikace a analytiku na velkých datech, a využívá výhody iniciativy OpenPower (jejíž členy jsou Nvidia a Mellanox).
V rámci toho bude používat GPU Nvidia Tesla na základě své nadcházející architektury Volta (která je splatná v roce 2017, po Pascal architektuře v roce 2016) a firemní technologie NVLink pro propojení mezi všemi procesory v jednom serverovém uzlu. Sumit Gupta, generální ředitel Tesla GPU Accelerated Computing for Nvidia, popsal NVLink jako „první vysokorychlostní propojení pro GPU“, což umožňuje komunikaci mezi GPU a jiným GPU, jakož i mezi GPU a GPU Výkonový procesor. (První generace NVLink je naplánována na rok 2016; nové systémy budou používat druhou generaci.) Uzly uvnitř systémů budou připojeny pomocí nové generace propojení Mininox EDR 100 Gb / s InfiniBand.
IBM uvedla, že každý systém bude mít špičkový výkon „dobře přesahující 100 petaflop“, vyvážený více než pěti petabajty dynamické a flash paměti a bude schopen přesouvat data do procesoru rychlostí více než 17 petabajtů za sekundu (což společnost říká, že je ekvivalentní pohybu více než 100 miliard fotografií za sekundu).
Jeffrey Nichols, přidružený laboratorní ředitel pro výpočetní a výpočetní vědy společnosti ORNL, popsal architekturu jako „menší počet uzlů s mnohem větší stopou sdílené paměti“ a uvedl, že by to mělo vývojářům umožnit optimalizovat a efektivněji spustit paralelní zátěž, která v současné době běží na současném ORNL Titanový systém. Společnost ORNL uvádí, že její systém Summit bude zahrnovat více než 3400 uzlů s každým uzlem včetně více procesorů IBM Power 9 a více GPU Nvidia Volta, s více než 512 GB DDR4 a pamětí s velkou šířkou pásma (v koherentním designu, takže může pracovat se všemi CPU a GPU) spolu s 800 GB energeticky nezávislé paměti RAM, která poskytuje více než 40 teraflop špičkového výkonu. Bude mít systém GPFS Storage Server s 1TB / s šířkou pásma I / O a 120 PB kapacity disku. To by mělo nakonec nahradit současný systém Titan společnosti ORNL, což je Cray systém založený na procesorech AMD Opteron a procesorech Nvidia Kepler, schopných 27 petaflop / s, Nichols říká, že Summit by měl přinést 5 až 10krát vyšší výkon Titanu. Summit by měl být dodán v roce 2017 a dostupný uživatelům v roce 2018.
Mezi cílové aplikace systému Summit patří věda o spalování (snaží se zvýšit účinnost spalovacích motorů o 25–50 procent), věda o změně klimatu, skladování energie a jaderná energie. Nichols řekl, že Summit by měl ORNL umožnit „rozšířit obzory“ vědy, kterou dělají v laboratořích.
Systém LLNL, nazývaný Sierra, je zaměřen na program Advanced Simulation and Computing (ASC) společnosti National Nuclear Security Administration (NNSA), zaměřený převážně na vědu a hodnocení zbraní. Podle Mika McCoye, programového ředitele ASC společnosti LLNL, superpočítač umožňuje laboratoři provádět simulace zásob země v zemi, aniž by se musel vrátit k jadernému testování. Řekl, že laboratorní 3D simulační kód zbraní je „jednou z nejsložitějších aplikací na planetě“. Poznamenal, že se nejedná o případ, kdy vláda kupuje off-the-shelf systém, ale spíše o „co-design“, kde programátoři a návrháři systémů spolupracují na architektuře.
Oba systémy, které jsou součástí programu Department of Energy známého jako Collaboration of Oak Ridge, Argonne a Lawrence Livermore national labs (CORAL), jsou zaměřeny na urychlení vývoje vysoce výkonných počítačových systémů. IBM říká, že programování takových systémů může začít ještě dnes, ale systémy nebudou nainstalovány až v roce 2017 nebo 2018. V rámci programu CORAL bude Argonne National Lab také získávat nové superpočítače, ale ještě to neoznámil.
Celkově Nichols uvedl, že Summit a Sierru považoval za "rané kroky směrem k exascale" a řekl, že se těší na budoucí systémy podél stejné architektonické cesty a doufá v dlouhou spolupráci s prodejci. Asi pět let po doručení summitu řekl, že doufá, že bude mít počítač s exascalem.
Společnost AMD také dnes oznámila, že ve dvou projektech DOE v rámci projektu FastForward2 získala 32 milionů dolarů na výzkum architektury uzlů exascale založených na zrychlených procesorových jednotkách založených na Heterogenní systémové architektuře (HSA) a na pomoc při navrhování nových standard pro budoucí paměťová rozhraní. DOE řekl, že AMD, Cray, IBM, Intel a Nvidia povedou projekty FastForward2. (Intel a Cray nejsou zapojeny do superpočítačů, které byly dnes ohlášeny, ale nadále zůstávají velkými hráči ve vesmíru, takže bude zajímavé zjistit, zda se podílejí na Argonnově plánu.)
