Суперкомпьютер Frontier на базе процессоров AMD признан самым быстрым в мире
Последнее издание списка Top500 оценивает Frontier как самый быстрый суперкомпьютер в мире с производительностью 1,102 экзафлопс в секунду. Экзафлоп равен 1 квинтиллиону или миллиону триллионов вычислительных операций в секунду. Производительность Frontier измерялась с помощью популярного эталонного теста, известного как HPL.
HPL оценивает вычислительную мощность кластеров высокопроизводительных вычислений с плавающей запятой. Оценка основана на тесте решения плотных линейных унарных уравнений N-й степени методом исключения Гаусса.
Ранее первое место в списке Top500 занимал суперкомпьютер Fugaku из города Кобе, Япония. Fugaku достигал производительности 442 петафлопс измеренной с использованием эталонного теста HPL. Однако считается, что теоретическая максимальная скорость системы превышает один экзафлоп.
Суперкомпьютер Frontier был создан в рамках технологической инициативы, о которой Министерство энергетики США объявило в мае 2019 года. Официальные лица поручили разработку Frontier компаниям Advanced Micro Devices Inc. и Cray Inc. - крупному производителю суперкомпьютеров.
Через несколько дней после того, как было объявлено об инициативе по созданию Frontier, Hewlett Packard Enterprise Co.(HPE) подписала соглашение о приобретении Cray за 1,3 миллиарда долларов. Это приобретение сделало HPE одним из крупнейших игроков на рынке суперкомпьютеров. С тех пор компания включила продукты Cray в свой портфель суперкомпьютеров.
Frontier состоит из 74 шкафов HPE Cray EX, каждый из которых вмещает 128 блейд-серверов. Блейд-сервер — это тип компактного сервера, который обычно имеет меньше компонентов, чем стандартный сервер центра обработки данных, что облегчает его охлаждение. Также упрощаются некоторые задачи, связанные с обслуживанием оборудования.
Каждый блейд-сервер в Frontier включает в себя один центральный процессор из линейки процессоров AMD Epyc и четыре ускорителя Instinct MI250x. Ускоритель MI250x — это вычислительный модуль, который включает в себя два графических процессора, изготовленных с использованием шестинанометрового производственного процесса. Каждый из графических процессоров поддерживается значительным объемом памяти HBM2E — типа высокоскоростной памяти, используемой для хранения данных, обрабатываемых чипом для быстрого доступа.
В целом Frontier включает в себя около 9’408 процессоров CPU и 37'632 графических процессора GPU. Тепло, выделяемое чипами, рассеивается с помощью специальной системы охлаждения, которая каждую минуту пропускает через Frontier 5’900 галлонов воды.
Вода проводит тепло лучше, чем воздух, что обычно делает системы водяного охлаждения более эффективными, чем вентиляторные. HPE заявляет, что Frontier является не только самым быстрым суперкомпьютером в мире, но и самым энергоэффективным. Frontier обеспечивает производительность 52,23 гигафлоп на ватт, при этом 1 гигафлоп соответствует миллиарду вычислительных операций в секунду.
Микросхемы, корпуса и другие компоненты, из которых состоит Frontier, связаны друг с другом кабелями длиной 90 миль. Центральные и графические процессоры системы поддерживаются высокоскоростной системой хранения данных Orion, обеспечивающей емкость 700 петабайт. Orion может записывать в хранилище более 35 терабайт данных в секунду, а также выполнять более 15 миллиардов операций ввода/вывода произвольного чтения в секунду.
«Сегодняшний дебют экзафлопного суперкомпьютера Frontier обеспечивает прорыв в скорости и производительности и дает нам возможность ответить на вопросы, которые мы никогда и не думали задавать», — сказал Джастин Хотард (Justin Hotard), исполнительный вице-президент и генеральный директор подразделения высокопроизводительных вычислений и искусственного интеллекта HPE. «Frontier — это первая в своем роде система, которая была задумана технологами, учеными и исследователями, чтобы раскрыть новый уровень возможностей для обеспечения открытой науки, искусственного интеллекта и других прорывов, которые принесут пользу человечеству».
Согласно Hewlett Packard, суперкомпьютер Frontier позволит исследователям разрабатывать нейронные сети в восемь раз большего размера, чем те, которые можно создать с помощью более раннего оборудования. Кроме того, по словам компании, обучение ИИ будет проходить в 4,5 раза быстрее.
«Ученые и инженеры со всего мира задействуют эти невероятные скорости вычислений, чтобы решить некоторые из самых сложных вопросов нашей эпохи, и многие из них начнут свои исследования в первый же день», — сказал Джефф Николс, заместитель директора лаборатории вычислительной техники и вычислительных наук Национальной лаборатории Ок-Риджа.
HPE и AMD в настоящее время разрабатывают для Министерства энергетики еще один экзафлопный суперкомпьютер под названием El Capitan. Ожидается, что система будет запущена в 2023 году. El Capitan будет даже быстрее, чем Frontier и обеспечит производительность более 2 экзафлопс.
