Hewlett Packard Enterprise a AMD dodají to, co očekávají, že budou nejrychlejším superpočítačem na světě v roce 2023, stroj ve výši 600 milionů dolarů v Lawrence Livermore National Laboratory s názvem El Capitan slibují, že budou provádět 2 exaflopy nebo 2 kvintilionové výpočty za sekundu. To je dost rychlé, že pokud by světová lidská populace dokázala provést jeden takový výpočet za sekundu, trvalo by všem osm let, než by odpovídala 1 sekundě El Capitan computing.

současným nejrychlejším strojem, měřeným hodnocením Top500 vydaným superpočítačovými vědci dvakrát ročně, je IBM postavený Summit superpočítač v Oak Ridge National Laboratory v Tennessee. Upgrady zvýšily jeho výkon na 143 petaflops.

„očekáváme, že až bude dodán do laboratoře v roce 2023, bude to nejrychlejší superpočítač na světě,“ řekl ve středu Bill Goldstein, ředitel laboratoře Livermore. Vystoupil na tiskové konferenci v kancelářích HPE v San Jose v Kalifornii v srdci Silicon Valley, na které HPE, AMD a LLNL oznámily své ambice El Capitan spolu s detaily designu.

superpočítače jsou mamutí systémy sestavené ze stovek nebo tisíců počítačů propojených vysokorychlostním propojením s daty raketoplánu a koordinačními operacemi. Zabírají místnosti velikosti tenisových kurtů, používají tisíce nebo miliony procesorů, stojí miliony dolarů a spotřebovávají dostatek elektřiny k napájení města.

ale mohou řešit výpočetní výzvy mimo dosah menších strojů. V případě El Capitan to znamená úplné 3D simulace výbuchů jaderných zbraní, které americké ministerstvo energetiky požaduje, aby zajistilo, že jeho stárnoucí zásoby termonukleárních zbraní budou fungovat tak, jak jsou inzerovány, ne zhasnout nebo představovat neočekávaná bezpečnostní rizika. DOE financuje takové superpočítače od 90. let, když USA ukončily jaderné testy v reálném světě.

komplikované simulace

simulace jaderných zbraní, které bude provádět, jsou mimořádně složité, modelování hmoty a energie se mění teplotami v rozmezí od pokojové teploty po střed Slunce. Simulace musí obsahovat podrobnosti až do miliardtin metru pro zařízení měřící metry na délku. Podnikají kroky trvající miliardtiny sekundy prostřednictvím události, která trvá několik sekund. A laboratoř provádí různé simulace znovu a znovu.

„rozsah měřítek je obrovský, který musíme reprezentovat,“ řekl Goldstein.

superpočítače jsou také žádané pro výzkum zdraví a genetiky, astrofyzikální modelování, design letadel a automobilů, simulace změny klimatu a v poslední době nové algoritmy umělé inteligence. El Capitan bude použit pro některé z těchto nevojenských úkolů, také.

„jedinečná architektura El Capitan nám umožní dále rozvíjet novou práci, kterou děláme, abychom kombinovali strojové učení s tradičním modelováním a simulací, která podtrhla naši práci v zásobách,“ řekl Goldstein. „Schopnost kombinovat strojové učení a simulaci bude změnou hry pro naši schopnost rychle a přesně přijít s předpověďmi.“

AI se dnes používá k detekci vzorů, jako jsou podvodné transakce s kreditními kartami a interpretace složitých dat, jako jsou lékařské skeny nebo hlasové příkazy. Pro jaderné zbraně, může být použit pro úkoly, jako je pozorování neobvyklých jevů v simulaci, která si zaslouží větší pozornost. Mohlo by to být také užitečné při výběru, které varianty simulace vyzkoušet, vynulovat rychleji to, co je důležité, řekl Goldstein.

superpočítačové matice a šrouby El Capitan

El Capitan zabere v datovém centru Livermore asi dva tenisové kurty a váží až 35 školních autobusů. Pokud byste naskládali jeho systémové desky od začátku do konce, dostali byste věž třikrát vyšší než skutečný útes El Capitan v Yosemitském národním parku.

bude potřebovat 30 megawattů energie-přibližně stejnou spotřebu jako 12 000 domácností, podle Federální míry spotřeby energie.

spojenci za strojem neprozradili, kolik procesorů bude používat. Bude však kombinovat procesory AMD „Janov“ příští generace s grafickými čipy AMD, které jsou také dobré pro matematické výpočty.

AMD urychlila své produktové plány, aby splnila termín El Capitan, uvedla generální ředitelka Lisa Su. „Vypracovali jsme plán, abychom mohli tento požadavek splnit,“ řekla.

každý procesor se připojí ke čtyřem grafickým čipům a ke sdílené paměti pomocí nové technologie vysokorychlostního připojení, architektury AMD třetí generace Infinity. Přenos dat v celém superpočítači bude využívat novou optickou síť HPE, která výrazně zmenší celkovou velikost superpočítače, uvedla Terri Quinn, zástupkyně ředitele Livermore pro vysoce výkonné výpočty.

související superpočítač HPE-AMD nazvaný Frontier má dorazit na Oak Ridge v roce 2021 rychlostí 1, 5 exaflops. Úroveň výkonu 1 exaflops („flops“ znamená operace s plovoucí desetinnou čárkou za sekundu) je 1 000krát 1 petaflops, což činí El Capitan asi 10krát rychlejší než Summit. Zatímco El Capitan je určen pro utajovaný výzkum, Livermore dostane menší systém-stále rychlejší než nejrychlejší stroj laboratoře dnes-pro otevřený vědecký výzkum.

úroveň výkonu 2-exaflops – 2,000,000,000,000,000,000 výpočtů za sekundu – je pozoruhodný nárůst oproti dnešním strojům. Ale za ty tři roky, co to bude trvat, se může stát hodně. Stroje summitu získaly zpět první místo pro USA po letech, během nichž byly čínské superpočítače nejrychlejší, a Čína, Francie a Japonsko závodí s USA, aby jako první překročily práh exaflops.

sebevědomý El Capitan bude nejrychlejší

ale HPE a jeho partneři jsou přesvědčeni, že El Capitan bude skutečně nejrychlejším strojem, částečně kvůli veškerému novému výzkumu a vývoji, který je financován, aby byl takový mamutí stroj praktický.

„věříme, že technologie, kterou budujeme, mezi procesory AMD a GPU a architekturou Shasta, kterou stavíme v HPE, je naprosto na okraji toho, co je v tomto časovém rámci možné,“ řekl Peter Ungaro, vedoucí vysoce výkonného počítačového podnikání HPE. „Cítíme se velmi silně, že budeme mít největší stroj na planetě.“

také vezměte čísla se zrnkem soli. Žebříček Top500 je založen na trvalém výkonu superpočítače. El Capitan skóre 2 exaflops je však založeno na špičkovém výkonu, což je číslo, které, i když je vyšší, není tak reprezentativní pro výkon v reálném světě.

špičkový výkon je snazší předvídat tak daleko před skutečným budováním El Capitan, uvedla laboratoř Livermore ve svém prohlášení. Očekávají, že rozdíl mezi trvalým a špičkovým výkonem bude podobný jako u summitu, což by El Capitan poskytlo trvalý výkon asi 1.5 exaflops.

organizátoři Top500 již léta pracují na novějším superpočítačovém testu rychlosti s názvem HPCG, který, jak doufají, bude šířeji představovat různé výpočetní úkoly.

poprvé publikován 4. března 2020 v 10: 00 pt.