Žebříček nejvýkonnějších superpočítačů se (na čas) změnil

Po vytlačení Titanu na čtvrté místo žebříčku TOP500, je tak poprvé po více než dvě desetiletí, kdy USA opustily jednu z prvních pozic - naposledy k tomu došlo roku 1996. Tehdy špičku přehledu nejvýkonnějších systémů světa obsadily tři japonské superpočítače.
Cílem modernizace Piz Daint bylo nahradit starší grafické čipy NVIDIA Tesla K20X novými GPU P100. K20X má špičkový výkon 1,3 teraflopů, zatímco P100 (PCIe verze) použité pro upgrade až 4,6 petaflops. Procesory byly vyměněny za novější 12jádrové intelovské čipy Haswell. V důsledku toho CSCS ztrojnásobil dosavadní max. výkon Piz Daint z 7,8 na 25,3 petaflops. V současné konfiguraci má Piz Daint 5320 uzlů XC50, každý s dvojicí procesorů Intel Xeon E5-2690 v3 a jedním čipem NVIDIA Tesla P100. Systém rovněž obsahuje 1431 GPU uzlů XC40, z nichž každý disponuje dvěma procesory Intel Xeon E5-2695 v4 (Broadwell).
Při upgrade nešlo jen o výkon a efektivitu. Spolu s novými GPU a CPU integrovalo CSCS také Cray DataWarp „burst buffer“-  technologii do I/O subsystému, umožňující až zčtyřnásobit šířku pásma do a z úložiště, výrazně zrychlující analýzy včetně malých souborů. Z praktického hlediska to znamená, že pro uživatele je nyní mnohem snazší provádět vědecké simulace a analýzy dat v těchto simulacích souběžně, místo sériově.
Kromě toho, že Piz Daint je jeden z nejvýkonnějších superpočítačů světa, je i jeden z „nejzelenějších“- mj. díky vysoce energeticky úsporným čipům P100. Při plné zátěži v Linpack testech vykázaly spotřebu jen 2,3 MW energie, systém zaznamenává poměr energetické účinnosti 8,6 gigaflops/W a při optimalizovaném výkonu se při plné zátěži zvýšil na 10,4 gigaflops/W, což je u zařízení této kategorie a velikosti opravdu výjimečná energetická účinnost.
Nicméně je pravděpodobné, že ani Piz Daint nevydrží ve svém aktuálním umístění dlouho. Letos se chystají ke spuštění systémy s výkonem 100 petaflops a více, jako Summit (Oak Ridge National Laboratory), Sierra (Lawrence Livermore National Laboratory) a Tianhe-2A (National Super Computer Center of Tianjin).

Atos odhaluje první komerční ARM superpočítač
Velkou aktivitu lze nyní sledovat v oblasti výkonných počítačů vytvářených s využitím nízkonapěťových procesorů ARM, které nabízejí relativně vysoký výpočetní výkon s minimálními energetickými nároky. Na konferenci ISC High Performance představila firma Bull svůj model X1310 Sequana, variantu superpočítačů založených na procesorech ARM. Počítače Sequana byly až dosud primárně osazeny procesory Intel x86 (Xeon nebo Xeon Phi, případně koprocesory NVIDIA GPU nebo Xeon Phi). Nejvýraznějším rysem platformy je Bull exascale Interconnect (BXI) - proprietární vysoce výkonná síť určená pro masivní paralelní výpočty. Nová Sequana X1310 se skládá ze tří výpočetních uzlů, vybavených procesory ThunderX2 Cavium, serverovými mikroprocesory druhé generace ARM V8. Nový systém bude k dispozici ve druhém čtvrtletí roku 2018.
Společnost Penguin Computing rovněž anoncovala vlastní clusterovou platformu založenou na čipech ThunderX2 s označením Tundra ES Valkre, která by se měla na trhu objevit koncem letošního roku. Italský výrobce počítačů E4 Computer Engineering začal nabízet systémy s ThunderX už v roce 2015 pod značkou ARKA. Tyto čipy Cavium první generace mohly být propojovány s GPU pro další posílení výpočetního výkonu.
Také další OEM dodavatelé se začínají výrazněji angažovat v segmentu ARM počítačů. Cray dodal na čipech ARM založený superpočítač, známý jako Isambard, britské alianci GW4 HPC začátkem letošního roku (jde o systém založený pravděpodobně na clusterové platformě CS400, podrobnější specifikace ještě nebyly oznámeny). Lenovo, HPE, Dell, Eurotech a Cirrascale chtějí proniknout na HPC trhy rovněž s ARM servery, konstruovanými na bázi čipů Cavium nebo Applied Micro.

Na řadě jsou evropské superpočítače
Na superpočítačích hodlá zapracovat i EU a stát se jedním z globálních hráčů v tomto segmentu. Ministři sedmi evropských zemí (Francie, Německo, Itálie, Lucembursko, Nizozemsko, Portugalsko a Španělsko - ostatní členské státy mají být přizvány) podepsali harmonogram vytvoření vlastní exascale technologie členských států unie s cílem vytvořit dva pre-exascale superpočítače v roce 2020 a dva plné exascale systémy nejpozději do roku 2023.
Evropa produkuje v současné době asi 5 % HPC produktů a služeb po celém světě, ale spotřebuje jednu třetinu z nich. To ji činí zranitelnou vůči výkyvům trhu a politickým změnám, které nelze ovlivnit mimo hranice EU. Omezuje ji i rozmanitost a typy technologických inovací, které mohou být provedeny pomocí v Evropě vyrobených vysokovýkonných počítačů.
Evropský projekt HPC byl původně navrhován v rámci Evropské cloudové iniciativy v roce 2016. Strategie v něm nastíněná byla rychle zahájit vývoj nové generace HPC komponent, konkrétně nízkonapěťové procesory. Pro využití v rámci otevřené cloudové vědy i výpočetní systémy v extrémním měřítku. V rámci EuroHPC by čipy evropské provenience měly být použity pro dva evropské exascale superpočítače, jež by měly jít do výroby v roce 2023. Tato strategie byla zpracována v roce 2016 v dokumentu zveřejněném EK s názvem „Provádění akčního plánu pro evropské High-Performance Computing strategie.“ Dokument věcně konstatuje, že žádný jednotlivý členský stát nemá prostředky potřebné k soutěži s USA a Čínou ve vývoji HPC technologií a v důsledku toho musí členové EU jednat jako jeden celek, aby byla schopna konkurovat na globální scéně, a to jak na straně nabídky, tak poptávky. Evropa nechce zůstat pozadu za Čínou, která má nyní v oblasti superpočítačů a HPC velké ambice.
Pravděpodobně největší přínos může nová evropská iniciativa znamenat pro firmu Bull (Atos), což je jediný velký výrobce HPC OEM systémů na kontinentu, který nemá domov v USA ani není japonskou dceřinou společností. Má své vlastní propojení BXi a zabrousil i do budování superpočítačů vybavených procesory ARM, jediným chybějícím kouskem skládačky je IP ARM procesor. Tohoto cíle lze však podle analytiků dosáhnout i s relativně malým technickým týmem, nebo v případě nutnosti i nákupem již vyvinutého čipu.
V souladu s oznámením EuroHPC bude dalším krokem příprava plánu, jehož výstupem by měl být projekt exascale systému v roce 2023. Rozvoj vlastních procesorů by mohl být pro Evropu významným posunem vpřed, protože spoléhat jen na dodávky amerických čipů nebo systémů založených na amerických technologiích, jak bylo dosud zvykem, nemusí být vždy do budoucna stoprocentně jisté. A pokud by to samé učinily i Čína nebo Japonsko, mohlo by to mít pro Evropu závažné důsledky, což je i dostatečný důvod, proč by se měla snažit být globálním hráčem v oblasti HPC.

Publikováno: 31. 8. 2017 | Počet zobrazení: 2465 422