Новый суперкомпьютер Frontier станет самым быстрым в мире

Система Frontier, управляемая компанией Hewlett Packard Enterprise и Национальной лабораторией Ок-Ридж, считается самым мощным суперкомпьютером в мире.

Отредактировано 2023-25-06
суперкомпьютерная система frontier в национальной лаборатории oak ridgeВзгляд на систему Frontier.

Американский суперкомпьютер официально занял первое место в мире, согласно недавнему списку TOP500, проекту, который отслеживает и ранжирует 500 самых мощных машин в мире.

На первом месте оказалась система Frontier из Теннесси, управляемая компаниями Hewlett Packard Enterprise, AMD и Национальной лабораторией Ок-Ридж Министерства энергетики США. Она обошла систему Fugaku из Центра вычислительной науки RIKEN (R-CCS) в Кобе, Япония, которая ранее занимала это место.

Эта система Frontier - "результат более чем десятилетнего сотрудничества между национальными лабораториями, научными кругами и частной промышленностью, включая проект Министерства энергетики по экзафлопсным вычислениям, в рамках которого развертываются приложения, программные технологии, аппаратные средства и интеграция, необходимые для обеспечения отдачи при экзафлопсных вычислениях", - говорится в пресс-релизе Ок-Риджской национальной лаборатории.

Что может делать суперкомпьютер такого размера и сложности? В презентации, представленной в марте, говорится, что некоторые из ранних научных проектов на Frontier включают моделирование систем Земли для анализа биогеохимических циклов, а также планирование энергосистем. По мере увеличения размеров этих суперкомпьютеров эксперты ожидают, что они будут специализироваться на нескольких подходящих приложениях.

Вот взгляд на то, что может сделать Frontier, в цифрах.

1,1 эксафлопс

Суперкомпьютер Frontier имеет производительность 1,1 эксафлопс, что означает, что он способен выполнять около квинтиллиона вычислений в секунду, говорится в пресс-релизе Национальной лаборатории Ок-Ридж. Это 10^18, или 1,000,000,000,000,000,000,000. Теоретически, в пике производительности Frontier может производить 2 эксафлопса - это два квинтиллиона вычислений в секунду. Это в 10 раз мощнее, чем предыдущая система IBM Summit Национальной лаборатории Ок-Ридж, пиковая производительность которой составляла 200 петафлопс, или 200 000 триллионов вычислений в секунду. Summit умела анализировать и сравнивать геномы, а также использовать глубокое обучение для моделирования глобальных погодных условий. (Здесь подробнее о том, что такое "петафлопс" и терафлопс).

Первая настоящая эксафлопсная машина

Система Fugaku в Японии, которая занимала первое место в списке в течение двух лет до этого, имеет производительность 442 петафлопс в секунду, согласно TOP500. Хотя Fugaku может преодолеть барьер в 1 петафлопс при пиковой производительности, Frontier, безусловно, стала первой экзафлопсной машиной. Ожидалось, что Aurora, разработанная Intel и Аргоннской лабораторией, также достигнет этого рубежа, но, по сообщениям, система была отложена из-за производственных и технологических проблем. Еще одна важная оговорка: поговаривают, что две системы в Китае уже преодолели этот рубеж втихую, а их операторы не представили результаты для оценки ученым, контролирующим TOP500, по данным The New York Times.

52,23 гигафлопса производительности на ватт

Для работы суперкомпьютеров требуется много электроэнергии. Однако Frontier и система Frontier Test & Development System (TDS) в Национальной лаборатории Ок-Ридж являются двумя самыми энергоэффективными суперкомпьютерами из группы, вошедшей в рейтинг TOP500: энергоэффективность системы Frontier составляет 52,23 гигафлопс на ватт. Система Frontier TDS - уменьшенная версия суперкомпьютера, использовавшаяся для проведения ранних тестов, - имеющая всего 120 832 ядра и производительность 19,20 петафлопс в секунду, является самой энергоэффективной системой с показателем 62,68 гигафлопс на ватт.

8 730 112 ядер

Говоря о ядрах, Frontier имеет около 8 730 112 из них, способных обрабатывать параллельные задачи. Frontier построен на базе суперкомпьютеров HPE Cray EX, в которых установлены процессоры AMD. Вся эта вычислительная мощность может быть использована для решения сложных задач и вычислений, в том числе необходимых для систем искусственного интеллекта. "Помимо моделирования и симуляции сложных научных исследований, охватывающих биологические, физические и химические науки, с более высоким разрешением, Frontier также позволит совершить значительный прорыв в области искусственного интеллекта", - говорится в пресс-релизе Hewlett Packard. "На экзафлопсной скорости пользователи Frontier смогут разрабатывать модели ИИ, которые будут в 4,5 раза быстрее и в 8 раз больше". Вот все языки программирования, библиотеки и инструменты, доступные на Frontier.

700 петабайт памяти

Помимо того, что скорость чтения достигает 75 терабайт в секунду, скорость записи - 35 терабайт в секунду, а также возможность выполнять около 15 миллиардов операций ввода/вывода со случайным чтением в секунду, компонент хранилища Frontier под названием Orion может вместить около 700 петабайт данных. По данным Национальной лаборатории Ок-Ридж, это в 35 раз больше, чем объем данных, хранящихся в Библиотеке Конгресса США.

74 шкафа

Суперкомпьютерам необходимо разделить свое массивное оборудование на различные отсеки. Frontier состоит из 74 суперкомпьютерных шкафов, 9400 узлов на базе AMD и 90 миль сетевых кабелей. Каждый шкаф весит около 8 000 фунтов, или столько же, сколько пикап. В общей сложности система содержит около 9 408 CPU и 37 632 GPU (GPU особенно полезны для запуска программ искусственного интеллекта). Она потребляет 29 мегаватт энергии. Ожидается, что исследователи получат доступ к "полностью работоспособной" системе Frontier в этом году.