Hewlett Packard Enterprise och AMD kommer att leverera vad de förväntar sig att vara världens snabbaste superdator i 2023, en $600 miljoner maskin vid Lawrence Livermore National Laboratory kallas El Capitan de lovar kommer att utföra på 2 exaflops, eller 2 quintillion beräkningar per sekund. Det är tillräckligt snabbt att om världens mänskliga befolkning skulle kunna utföra en sådan beräkning per sekund, skulle det ta alla åtta år att matcha 1 sekunders värde av El Capitan computing.

den nuvarande snabbaste maskinen, mätt av Top500-rankningen som släpptes av superdatorforskare två gånger varje år, är den IBM-byggda Summit-superdatorn vid Oak Ridge National Laboratory i Tennessee. Uppgraderingar har ökat sin prestanda till 143 petaflops.

”vi förväntar oss att när det levereras till laboratoriet 2023 kommer det att bli den snabbaste superdatorn i världen”, säger Bill Goldstein, chef för Livermore lab, onsdagen. Han talade vid en presskonferens på HPE-kontor i San Jose, Kalifornien, i hjärtat av Silicon Valley, där HPE, AMD och LLNL tillkännagav sina El Capitan-ambitioner tillsammans med designdetaljer.

superdatorer är mammut system monterade från hundratals eller tusentals datorer kopplade med höghastighets sammankopplingar till shuttle data och samordna operationer. De upptar rum storleken på tennisbanor, använder tusentals eller miljoner processorer, kostar miljontals dollar och förbrukar tillräckligt med el för att driva en stad.

men de kan hantera datorutmaningar utom räckhåll för mindre maskiner. När det gäller El Capitan betyder det fullständiga 3D-simuleringar av kärnvapenexplosioner som US Department of Energy kräver för att säkerställa att dess åldrande lager av termonukleära vapen kommer att fungera som annonserat, inte fizzle eller utgöra oväntade säkerhetsrisker. DOE har finansierat sådana superdatorer sedan 1990-talet och omfamnat dem när USA upphörde med verkliga kärnvapenprov.

komplicerade simuleringar

kärnvapensimuleringarna som den kommer att utföra är utomordentligt komplexa, modellering av materia och energi som skiftar genom temperaturer från rumstemperatur till solens centrum. Simuleringar måste rymma detaljer ner till miljarddelar av en meter för enheter som mäter meter i längd. De tar steg som varar miljarder av en sekund genom en händelse som varar i sekunder. Och labbet kör olika simuleringar om och om igen.

”skalan är enorm som vi måste representera”, sa Goldstein.

superdatorer är också efterfrågade på hälso-och genetikforskning, astrofysisk modellering, flygplan och fordonsdesign, klimatsimuleringar och nyligen nya algoritmer för artificiell intelligens. El Capitan kommer också att användas för några av dessa icke-militära uppgifter.

” den unika arkitekturen i El Capitan gör det möjligt för oss att ytterligare avancera nytt arbete som vi gör för att kombinera maskininlärning med den traditionella modellering och simulering som har undergirded vårt lager arbete,” Goldstein sa. ”Förmågan att kombinera maskininlärning och simulering kommer att bli en spelväxlare för vår förmåga att snabbt och exakt komma med förutsägelser.”

AI idag används för att upptäcka mönster som bedrägliga kreditkortstransaktioner och tolka komplexa data som medicinska skanningar eller röstkommandon. För kärnvapen kan den användas för uppgifter som att upptäcka ovanliga fenomen i en simulering som förtjänar närmare uppmärksamhet. Det kan också vara till hjälp för att välja vilka variationer av en simulering som ska försöka, nollställa snabbare på vad som är viktigt, sa Goldstein.

El Capitan superdatormuttrar och bultar

El Capitan tar upp ungefär två tennisbanor i ett Livermore datacenter och väger så mycket som 35 skolbussar. Om du staplade upp sina systemkort från början till slut skulle du få ett torn tre gånger högre än den verkliga El Capitan-klippan i Yosemite National Park.

det kommer att behöva 30 megawatt kraft-ungefär samma förbrukning som 12 000 bostäder, enligt federala energiförbrukningshastigheter.

de allierade bakom maskinen skulle inte avslöja hur många processorer den kommer att använda. Men det kommer att kombinera nästa-nästa-gen AMD ”Genoa” – processorer med AMD-grafikchips som också är bra för matematiska beräkningar.

AMD accelererade sina produktplaner för att möta El Capitan-tidsfristen, säger verkställande direktören Lisa Su. ”Vi har dragit in vår färdplan så att vi kunde uppfylla detta krav,” sa hon.

varje CPU kommer att ansluta till fyra grafikchips och till delat minne med en ny Anslutningsteknik med högre hastighet, AMDs tredje generationens Infinity-arkitektur. Dataöverföring över hela superdatorn kommer att använda ett nytt HPE-optiskt nätverk som väsentligt krymper superdatorns totala storlek, säger Terri Quinn, Livermores biträdande biträdande direktör för högpresterande datorer.

en relaterad HPE-AMD-superdator som heter Frontier är planerad att anlända till Oak Ridge 2021 med en hastighet på 1,5 exaflops. En prestationsnivå på 1 exaflops (”flops” står för flytpunktsoperationer per sekund) är 1000 gånger 1 petaflops, vilket gör El Capitan cirka 10 gånger snabbare än Summit. Medan El Capitan är för klassificerad forskning, kommer Livermore att få ett mindre system-fortfarande snabbare än labbets snabbaste maskin idag-för öppen vetenskaplig forskning.

2-exaflops prestandanivå-2,000,000,000,000,000,000 beräkningar per sekund-är en anmärkningsvärd ökning över dagens maskiner. Men mycket kan hända under de tre år det tar att bygga El Capitan. Toppmaskinerna återtog topplaceringen för USA efter år under vilka Kinesiska superdatorer var snabbast, och Kina, Frankrike och Japan tävlar alla med USA för att vara de första som passerar exaflops-tröskeln.

säker El Capitan kommer att vara snabbast

men HPE och dess partners är övertygade om att El Capitan verkligen kommer att vara den snabbaste maskinen, delvis på grund av all ny forskning och utveckling som den finansierar för att göra en sådan mammutmaskin praktisk.

”vi tror att tekniken vi bygger, mellan AMDs processorer och GPU: er och Shasta-arkitekturen vi bygger på HPE, ligger helt i kanten av vad som är möjligt i denna tidsram”, säger Peter Ungaro, ledare för HPE: s högpresterande datorverksamhet. ”Vi känner mycket starkt att vi kommer att ha den största maskinen på planeten.”

ta också siffrorna med ett saltkorn. Top500-rankningarna är baserade på en superdators hållbara prestanda. Men El Capitans poäng på 2 exaflops är baserad på peak performance, ett tal som, medan det är högre, inte är lika representativt för verkliga prestanda.

Peak performance är lättare att förutsäga detta långt i förväg för att faktiskt bygga El Capitan, sade Livermore lab i ett uttalande. De förväntar sig att skillnaden mellan hållbar och topprestanda liknar toppmötet, vilket skulle ge El Capitan en hållbar prestanda på cirka 1,5 exaflops.

Top500-arrangörerna har arbetat i flera år på ett nyare superdatorhastighetstest som heter HPCG, vilket de hoppas kommer att representera olika datoruppgifter i större utsträckning.

publicerades först den 4 mars 2020 kl 10:00 PT.