Uruchomiono pierwszy eksaskalarny superkomputer. Co to znaczy i co oferuje?

W ostatnich latach sporo się mówiło o wyścigu o eksaskalarny superkomputer – komputerze, który przekroczy kolejną granicę wydajności i będzie potrafił wykonywać co najmniej trylion (1018) operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę. Nie było tu niespodzianki – wyścig ten wygrało AMD ze swoim systemem Frontier.

Superkomputer Frontier został zaprojektowany przez Hewlett Packard Enterprise (HPE) i AMD dla Oak Ridge National Laboratory (ORNL) – jednego a laboratoriów Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych. Superkomputer będzie wykorzystywany do przeprowadzania skomplikowanych obliczeń z zakresu astronomii, biologii, medycyny czy inżynierii.

Uwagę zwraca wydajność oraz efektywność energetyczna sprzętu. Frontier może się pochwalić mocą obliczeniową 1,102 EksaFLOPS oraz efektywnością na poziomie 62,68 GigaFLOPS na Wat (co daje mu pierwsze miejsce zarówno w rankingu najwydajniejszych superkomputerów TOP500, jak i najefektywniejszych Green500). Przy okazji jest to też najpotężniejsza maszyna na liście HPL-AI z 6,86 EksaFLOPS mocy w domenie sztucznej inteligencji.

Frontier jest w stanie wykonać 1,102 tryliona obliczeń na sekundę. Czy to dużo? Pewnie! Jeśli przyjmiemy, że człowiek jest w stanie wykonać jedno obliczenie na sekundę, Frontier w ciągu sekundy przeprowadza tyle samo obliczeń, co mogliby wykonać wszyscy ludzie na Ziemi… w ciągu 4 lat (!).

Konstrukcja składa się z 74 segmentów HPE Cray EX235a (potocznie zwanych szafami serwerowymi) - łącznie zamontowano w nich 9472 64-rdzeniowych procesorów AMD Epyc 3. generacji (w specjalnie zoptymalizowanej wersji), 37 888 akceleratory obliczeniowe AMD Instinct MI250x oraz 700 PB pamięci masowej. Nad odpowiednimi temperaturami komponentów czuwa chłodzenie wodne.

Frontier jest OGROMNY! Poniżej możecie zobaczyć prezentacje systemu.

Superkomputer Frontier napędzany przez technologie AMD i HPE reprezentuje gigantyczny krok naprzód zarówno dla nauki jak i w branży wydajnych systemów obliczeniowych. Nasza współpraca z AMD była szczególnie ważna przy wdrożeniu wiodącej platformy na świecie w dziedzinie nauki obliczeniowej, a ten superkomputer zapewnia naukowcom wydajność, jakiej potrzebują, żeby prowadzić badania z korzyścią dla całej ludzkości. Było to możliwe dzięki połączeniu wydajności procesorów AMD i akceleratorów AMD Instinct z ulepszoną otwartą platformą programistyczną AMD ROCm 5.

- Bronson Messer, dyrektora ds. nauki w Oak Ridge Leadership Computing Facility.

Frontier przejął tytuł najwydajniejszego superkomputera na świecie - wcześniej tytuł ten należał do systemu Fugaku w RIKEN Center for Computational Science w Japonii (konstrukcja oferuje moc obliczeniową 442 PetaFLOPS, aczkolwiek teoretyczna, niezmierzona moc obliczeniowa też przekracza barierę 1 EksaFLOPS).

AMD powoli staje się liderem na rynku superkomputerów. Podzespoły tego producenta napędzają nr 1 i nr 3 na liście najpotężniejszych superkomputerów (Frontier i LUMI), a także połowę spośród 10 najmocniejszych systemów TOP500 (łącznie na liście znajdują się już 94 systemy na bazie rozwiązań AMD). Do tego AMD napędza aż 4 najbardziej efektywne superkomputery na świecie, 8 w pierwszej dziesiątce i aż 17 w pierwszej dwudziestce Green500.

Frontier jest pierwszym oficjalnym eksaskalarnym superkomputerem na świecie. Wiemy jednak, że w planach są kolejne maszyny. Na początku 2023 roku spodziewane jest uruchomienie amerykańskiego superkomputera El Capitan o mocy ponad 2 EksaFLOPS (też będzie on bazować na CPU i GPU firmy AMD).

Swoją konstrukcję planuje też Intel – system Aurora był zapowiadany w 2019 roku, jednak jego premiera ciągle jest przesuwana (najprawdopodobniej nie zostanie on uruchomiony w tym roku). Konstrukcja ma bazować na najnowszych procesorach Intel Xeon Sapphire Rapids i akceleratorach obliczeniowych Intel Ponte Vecchio, co pozwoli mu osiągnąć moc obliczeniową w okolicach 1 EksaFLOPS.

Źródło: TOP500, Green500, AMD, Andreas Schilling