Hewlett Packard Enterprise e AMD consegneranno quello che si aspettano di essere il supercomputer più veloce del mondo nel 2023, una macchina da Lawrence 600 milioni al Lawrence Livermore National Laboratory chiamato El Capitan che promettono si esibirà a 2 exaflops, o 2 calcoli quintillion al secondo. Questo è abbastanza veloce che se la popolazione umana mondiale potesse eseguire uno di questi calcoli al secondo, ci vorrebbero otto anni per abbinare il valore di 1 secondo di El Capitan computing.

L’attuale macchina più veloce, come misurato dalla classifica Top500 rilasciato dai ricercatori di supercalcolo due volte ogni anno, è il supercomputer Summit IBM-built a Oak Ridge National Laboratory nel Tennessee. Gli aggiornamenti hanno potenziato le sue prestazioni a 143 petaflop.

“Ci aspettiamo che quando sarà consegnato al laboratorio nel 2023, sarà il supercomputer più veloce del mondo”, ha detto mercoledì Bill Goldstein, direttore del Livermore lab. Ha parlato in una conferenza stampa presso gli uffici HPE a San Jose, in California, nel cuore della Silicon Valley, in cui HPE, AMD e LLNL hanno annunciato le loro ambizioni El Capitan insieme a dettagli di design.

I supercomputer sono sistemi giganteschi assemblati da centinaia o migliaia di computer collegati con interconnessioni ad alta velocità per trasferire dati e coordinare le operazioni. Occupano stanze grandi come campi da tennis, usano migliaia o milioni di processori, costano milioni di dollari e consumano abbastanza elettricità per alimentare una città.

Ma possono affrontare sfide informatiche fuori dalla portata di macchine minori. Nel caso di El Capitan, ciò significa simulazioni 3D complete di esplosioni di armi nucleari che il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti richiede per garantire che la sua riserva di invecchiamento di armi termonucleari funzionerà come pubblicizzato, non svanire o porre rischi per la sicurezza imprevisti. Il DOE ha finanziato tali supercomputer dal 1990, abbracciandoli come gli Stati Uniti cessato test nucleari del mondo reale.

Simulazioni complicate

Le simulazioni di armi nucleari che eseguirà sono straordinariamente complesse, modellando la materia e l’energia che si spostano attraverso temperature che vanno dalla temperatura ambiente al centro del sole. Le simulazioni devono contenere dettagli fino a miliardesimi di metro per dispositivi che misurano metri di lunghezza. Prendono misure che durano miliardesimi di secondo attraverso un evento che dura per secondi. E il laboratorio esegue diverse simulazioni più e più volte.

“La gamma di scale è enorme che dobbiamo rappresentare”, ha detto Goldstein.

I supercomputer sono anche richiesti per la ricerca sulla salute e la genetica, la modellazione astrofisica, la progettazione aeronautica e automobilistica, le simulazioni sui cambiamenti climatici e, più recentemente, nuovi algoritmi di intelligenza artificiale. El Capitan sarà utilizzato anche per alcuni di questi compiti non militari.

“L’architettura unica di El Capitan ci permetterà di far avanzare ulteriormente il nuovo lavoro che stiamo facendo per combinare l’apprendimento automatico con la modellazione e la simulazione tradizionali che hanno sotteso il nostro lavoro di scorta”, ha detto Goldstein. “La capacità di combinare apprendimento automatico e simulazione sarà un punto di svolta per la nostra capacità di elaborare rapidamente e con precisione previsioni.”

AI oggi viene utilizzato per rilevare modelli come transazioni fraudolente con carta di credito e interpretare dati complessi come scansioni mediche o comandi vocali. Per le armi nucleari, può essere utilizzato per compiti come individuare fenomeni insoliti in una simulazione che merita maggiore attenzione. Potrebbe anche essere utile nella scelta di quali varianti di una simulazione provare, azzerando più velocemente ciò che è importante, ha detto Goldstein.

El Capitan supercomputer dadi e bulloni

El Capitan occuperà circa due campi da tennis’ vale la pena di spazio in un data center Livermore e pesare fino a 35 scuolabus. Se accatastate le sue schede di sistema da un capo all’altro, otterrete una torre tre volte più alta della vera scogliera di El Capitan nel Parco Nazionale di Yosemite.

Avrà bisogno di 30 megawatt di potenza – circa lo stesso consumo di 12.000 case, secondo i tassi di consumo energetico federali.

Gli alleati dietro la macchina non rivelerebbero quanti processori userà. Ma combinerà processori AMD “Genova” next-next-gen con chip grafici AMD che sono anche buoni per i calcoli matematici.

AMD ha accelerato i suoi piani di prodotto per rispettare la scadenza di El Capitan, ha dichiarato l’amministratore delegato Lisa Su. “Abbiamo inserito la nostra tabella di marcia in modo da poter soddisfare questo requisito”, ha detto.

Ogni CPU si collegherà a quattro chip grafici e alla memoria condivisa con una nuova tecnologia di connessione ad alta velocità, l’architettura Infinity di terza generazione di AMD. Il trasferimento dei dati attraverso l’intero supercomputer utilizzerà una nuova rete ottica HPE che riduce significativamente le dimensioni complessive del supercomputer, ha dichiarato Terri Quinn, vice direttore associato di Livermore per il calcolo ad alte prestazioni.

Un supercomputer HPE-AMD correlato chiamato Frontier è previsto per arrivare a Oak Ridge nel 2021 con una velocità di 1,5 exaflops. Un livello di prestazioni di 1 exaflops (“flops” sta per operazioni in virgola mobile al secondo) è 1.000 volte 1 petaflops, rendendo El Capitan circa 10 volte più veloce di Summit. Mentre El Capitan è per la ricerca classificata, Livermore otterrà un sistema più piccolo-ancora più veloce della macchina più veloce del laboratorio oggi-per la ricerca scientifica aperta.

Il livello di prestazioni 2-exaflops-2.000.000.000.000.000.000 di calcoli al secondo-è una notevole spinta rispetto alle macchine di oggi. Ma molto potrebbe accadere nei tre anni che ci vorranno per costruire El Capitan. Le macchine Summit recuperato il primo posto per gli Stati Uniti dopo anni durante i quali supercomputer cinesi sono stati più veloci, e la Cina, Francia e Giappone sono tutti in corsa con gli Stati Uniti per essere il primo a superare la soglia exaflops.

Sicuro che El Capitan sarà il più veloce

Ma HPE e i suoi partner sono sicuri che El Capitan sarà davvero la macchina più veloce, in parte a causa di tutta la nuova ricerca e sviluppo che sta finanziando per rendere pratica una macchina così gigantesca.

“Crediamo che la tecnologia che stiamo costruendo, tra le CPU e le GPU AMD e l’architettura Shasta che stiamo costruendo in HPE, sia assolutamente al limite di ciò che è possibile in questo lasso di tempo”, ha dichiarato Peter Ungaro, leader del business di calcolo ad alte prestazioni di HPE. “Sentiamo molto fortemente che avremo la più grande macchina del pianeta.”

Inoltre, prendi i numeri con un pizzico di sale. Le classifiche Top500 si basano sulle prestazioni sostenute di un supercomputer. Ma il punteggio di El Capitan di 2 exaflops si basa sulle prestazioni di picco, un numero che, sebbene più alto, non è rappresentativo delle prestazioni del mondo reale.

Le prestazioni di picco sono più facili da prevedere molto prima della costruzione effettiva di El Capitan, ha detto il Livermore lab in una dichiarazione. Si aspettano che la differenza tra prestazioni sostenute e di picco sia simile a quella di Summit, il che darebbe a El Capitan una prestazione sostenuta di circa 1,5 exaflops.

Gli organizzatori Top500 hanno lavorato per anni su un nuovo test di velocità di supercalcolo chiamato HPCG, che sperano rappresenti più ampiamente diverse attività di calcolo.

Pubblicato per la prima volta il 4 marzo 2020 alle ore 10:00 PT.