Hewlett Packard Enterprise i AMD dostarczą to, czego oczekują, że będą najszybszym superkomputerem na świecie w 2023 r., maszynę o wartości 600 milionów dolarów w Lawrence Livermore National Laboratory o nazwie El Capitan, którą obiecują, będzie wykonywać z prędkością 2 eksaflopów lub 2 kwintylionów obliczeń na sekundę. To na tyle szybko, że gdyby ludzka populacja na świecie mogła wykonać jedną taką kalkulację na sekundę, zajęłoby każdemu osiem lat Dopasowanie wartości 1 sekundy obliczeń El Capitana.

obecnie najszybszą maszyną, mierzoną w rankingu Top500 publikowanym przez superkomputerów dwa razy w roku, jest zbudowany przez IBM superkomputer Summit w Oak Ridge National Laboratory w Tennessee. Ulepszenia zwiększyły jego wydajność do 143 petaflopów.

„spodziewamy się, że kiedy zostanie dostarczony do laboratorium w 2023 roku, będzie to najszybszy superkomputer na świecie” – powiedział w środę Bill Goldstein, dyrektor Laboratorium Livermore. Przemawiał na konferencji prasowej w biurach HPE w San Jose w Kalifornii, w sercu Doliny Krzemowej, na której HPE, AMD i LLNL ogłosiły swoje ambicje El Capitan wraz ze szczegółami projektu.

superkomputery są gigantycznymi systemami złożonymi z setek lub tysięcy komputerów połączonych z szybkimi interkonektami do przesyłania danych i koordynowania operacji. Zajmują pomieszczenia wielkości kortów tenisowych, używają tysięcy lub milionów procesorów, kosztują miliony dolarów i zużywają wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby zasilić miasto.

ale potrafią sprostać wyzwaniom obliczeniowym poza zasięgiem mniejszych maszyn. W przypadku El Capitan oznacza to pełne symulacje 3D wybuchów broni jądrowej, których wymaga amerykański Departament Energii, aby zapewnić, że jego starzejące się zapasy broni termojądrowej będą działać zgodnie z reklamą, a nie pękać lub stwarzać nieoczekiwane zagrożenia bezpieczeństwa. DOE finansuje takie superkomputery od lat 90., obejmując je, gdy USA zaprzestały rzeczywistych testów jądrowych.

skomplikowane symulacje

symulacje broni jądrowej, które przeprowadzi, są niezwykle złożone, modelują przemieszczanie się materii i energii w temperaturach od temperatury pokojowej do centrum słońca. Symulacje muszą uwzględniać szczegóły do miliardowych części licznika w przypadku urządzeń mierzących metry długości. Podejmują kroki trwające miliardowe części sekundy poprzez Zdarzenie trwające kilka sekund. Laboratorium przeprowadza różne symulacje w kółko.

superkomputery są również poszukiwane w dziedzinie badań nad zdrowiem i genetyką, modelowania astrofizycznego, projektowania samolotów i samochodów, symulacji zmian klimatu, a ostatnio nowych algorytmów sztucznej inteligencji. El Capitan będzie również używany do niektórych z tych zadań niemilitarnych.

„unikalna architektura El Capitan pozwoli nam dalej rozwijać nowe prace, które wykonujemy, aby połączyć uczenie maszynowe z tradycyjnym modelowaniem i symulacją, które zostały poddane naszej pracy”, powiedział Goldstein. „Możliwość łączenia uczenia maszynowego i symulacji zmieni naszą zdolność do szybkiego i dokładnego przewidywania.”

sztuczna inteligencja jest dziś używana do wykrywania wzorców, takich jak nieuczciwe transakcje kartami kredytowymi i interpretacji złożonych danych, takich jak skany medyczne lub polecenia głosowe. W przypadku broni jądrowej może być używany do zadań takich jak wykrywanie niezwykłych zjawisk w symulacji, które zasługują na większą uwagę. Może być również pomocny w wyborze wariantów symulacji, które należy wypróbować, szybciej zerując na to, co ważne, powiedział Goldstein.

El Capitan supercomputer nuts and bolts

El Capitan zajmie około dwóch kortów tenisowych w centrum danych Livermore i waży aż 35 autobusów szkolnych. Jeśli ułoży się deski systemowe od końca do końca, otrzymasz wieżę trzy razy wyższą niż prawdziwy Klif El Capitan w Parku Narodowym Yosemite.

będzie potrzebował 30 megawatów mocy-mniej więcej tyle samo co 12 000 domów, zgodnie z federalnymi wskaźnikami zużycia energii.

sojusznicy stojący za maszyną nie zdradzili, ile procesorów będzie używać. Ale będzie łączyć procesory AMD „Genua” nowej generacji z układami graficznymi AMD, które również są dobre do obliczeń matematycznych.

AMD przyspieszyło swoje plany produktowe, aby dotrzymać terminu El Capitan-powiedziała szefowa Lisa Su. „Opracowaliśmy naszą mapę drogową, abyśmy mogli spełnić ten wymóg” – powiedziała.

każdy procesor połączy się z czterema układami graficznymi i współdzieloną pamięcią dzięki nowej, szybszej technologii połączeń, architekturze Infinity trzeciej generacji AMD. Transfer danych w całym superkomputerze będzie korzystał z nowej sieci optycznej HPE, która znacznie zmniejsza ogólny rozmiar superkomputera, powiedziała Terri Quinn, zastępca Zastępcy Dyrektora ds. obliczeń o wysokiej wydajności w Livermore.

powiązany superkomputer HPE-AMD o nazwie Frontier ma przybyć do Oak Ridge w 2021 roku z prędkością 1,5 eksaflopa. Poziom wydajności 1 exaflops („flops” oznacza operacje zmiennoprzecinkowe na sekundę) wynosi 1000 razy 1 petaflops, dzięki czemu El Capitan jest około 10 razy szybszy niż Summit. Podczas gdy El Capitan służy do tajnych badań, Livermore dostanie mniejszy system-wciąż szybszy niż najszybsza dziś maszyna laboratorium – do otwartych badań naukowych.

poziom wydajności 2-exaflops – 2 000 000 000 000 000 000 000 obliczeń na sekundę – jest zauważalnym wzrostem w stosunku do dzisiejszych maszyn. Ale wiele może się wydarzyć w ciągu trzech lat budowy El Capitana. Maszyny Summit odzyskały czołowe miejsce w USA po latach, w których chińskie superkomputery były najszybsze, A Chiny, Francja i Japonia ścigają się z USA, aby jako pierwsi przekroczyć próg exaflops.

pewność, że El Capitan będzie najszybszy

ale HPE i jego partnerzy są pewni, że El Capitan będzie najszybszą maszyną, częściowo ze względu na wszystkie nowe badania i rozwój, które finansuje, aby taka gigantyczna maszyna była praktyczna.

„wierzymy, że technologia, którą tworzymy, między procesorami AMD i GPU oraz architekturą Shasta, którą budujemy w HPE, jest absolutnie na skraju tego, co jest możliwe w tym przedziale czasowym”, powiedział Peter Ungaro, lider firmy HPE zajmującej się wysokowydajnymi systemami obliczeniowymi. „Bardzo mocno czujemy, że będziemy mieli najlepszą maszynę na świecie.”

weź też liczby z przymrużeniem oka. Ranking Top500 opiera się na stałej wydajności superkomputera. Ale wynik El Capitana 2 exaflops opiera się na szczytowej wydajności, która, choć wyższa, nie jest tak reprezentatywna dla rzeczywistych wyników.

Szczytowa wydajność jest łatwiejsza do przewidzenia tak daleko przed faktycznym zbudowaniem El Capitan, Laboratorium Livermore powiedziało w oświadczeniu. Spodziewają się, że różnica między trwałą i szczytową wydajnością będzie podobna do tej Z Summit, co dałoby El Capitan trwałą wydajność około 1,5 exaflops.

organizatorzy Top500 od lat pracują nad nowszym testem prędkości superkomputera o nazwie HPCG, który, jak mają nadzieję, będzie szerzej reprezentował różne zadania obliczeniowe.

po raz pierwszy opublikowany 4 marca 2020 r.o godzinie 10:00 czasu polskiego.