บาร์เซโลนาวางแผนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีความหลากหลายมากที่สุดในโลก

ทุกวันนี้มีหลายวิธีในการคำนวณประสิทธิภาพสูงซึ่งโดยทั่วไปจะเรียกว่าระบบซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ ระบบเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้โปรเซสเซอร์ Xeon จำนวนมาก แต่เราเริ่มเห็นเครื่องใหม่ที่น่าสนใจที่สุดที่ใช้ตัวเร่งความเร็วเช่นเทสลาของ Nvidia หรือ Intel Xeon Phi แม้จะมีบางคนพูดว่าระบบที่ใช้ ARM ขนาดใหญ่อาจมีประสิทธิภาพในอนาคต แต่ถ้าคุณลองสถาปัตยกรรมเหล่านี้ทั้งหมดในที่เดียวล่ะ

นั่นเป็นความท้าทายและคำมั่นสัญญาของคอมพิวเตอร์ MareNostrum 4 ใหม่ซึ่งกำลังเตรียมพร้อมสำหรับการติดตั้งที่ Barcelona Supercomputing Center การออกแบบใหม่รวมถึงระบบหลักสำหรับการใช้งานทั่วไปตาม Xeons แบบดั้งเดิมรวมถึงกลุ่มเทคโนโลยีใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่สามกลุ่มซึ่งใช้ IBM Power และ Nvidia, Xeon Phi และการคำนวณด้วย ARM ขณะที่ฉันอยู่ในบาร์เซโลนาเพื่อจัดงาน Mobile World Congress ฉันมีโอกาสได้พูดคุยกับ Sergi Girona ผู้อำนวยการฝ่ายปฏิบัติการของ BSC ที่อธิบายเหตุผลเบื้องหลังกลุ่มสี่กลุ่มที่แตกต่างกัน

Girona กล่าวว่าภารกิจหลักของศูนย์คือการให้บริการการคำนวณขั้นสูงสำหรับนักวิจัยชาวสเปนและชาวยุโรปอื่น ๆ นอกเหนือจากอุตสาหกรรม ในส่วนหนึ่งของภารกิจนี้ศูนย์ต้องการมี "กลุ่มเทคโนโลยีใหม่" อย่างน้อยสามกลุ่มเพื่อให้สามารถทดสอบทางเลือกที่แตกต่างกันได้

สำหรับกลุ่มคอมพิวเตอร์ทั่วไป Girona กล่าวว่าศูนย์เลือกการออกแบบ Xeon แบบดั้งเดิมเพราะการโยกย้ายแอปพลิเคชั่นที่ทำงานบน MareNostrum 3 ในปัจจุบันง่ายกว่าที่จะเชื่อมต่อในสัปดาห์หน้า การออกแบบก็ต้องพอดีกับพื้นที่ที่มีอยู่ภายในโบสถ์ (ฉันไปที่ศูนย์เมื่อปีที่แล้วและซูเปอร์คอมพิวเตอร์ปัจจุบันเมื่อปีที่แล้ว)

การออกแบบใหม่ที่จะสร้างโดย Lenovo จะขึ้นอยู่กับ Xeon v5 ใหม่ (Skylake) ที่มี 3, 456 โหนดแต่ละอันมีสองซ็อกเก็ตและแต่ละชิปจะมี 24 คอร์แต่ละตัวสำหรับประสิทธิภาพสูงสุดในเชิงทฤษฎีทั้งหมดเท่ากับ 11.14 petaflops ต่อ ที่สอง คอร์ส่วนใหญ่จะมีหน่วยความจำ 2GB แต่ 6 เปอร์เซ็นต์จะมี 8GB สำหรับ RAM ทั้งหมด 331.7TB แต่ละโหนดจะมี 240GB SSD แต่ในที่สุดบางโหนดก็จะมีหน่วยความจำ 3D XPoint เมื่อมีให้ใช้งาน โหนดจะต้องเชื่อมต่อผ่านการเชื่อมต่อ Omni-Path ของ Intel และ 10GB Ethernet ระบบจะมีพื้นที่เก็บข้อมูลหกชั้นจาก IBM พร้อมพื้นที่เก็บข้อมูล 15 Petabytes รวมถึงแฟลชและฮาร์ดดิสก์ไดรฟ โดยรวมแล้วการออกแบบจะใช้พื้นที่ถึง 62 ชั้นวาง - 48 สำหรับการคำนวณ, 6 สำหรับการจัดเก็บ, 6 สำหรับการเชื่อมต่อและ 2 สำหรับการจัดการ มันจะเติมเต็ม 120 ตารางเมตร (สร้างขึ้นสำหรับสภาพแวดล้อมที่หนาแน่นมาก) และดึงพลังงาน 1.3 เมกะวัตต์ขึ้นจาก 1 เมกะวัตต์ที่วาดโดยการออกแบบก่อนหน้านี้ การดำเนินการคาดว่าจะเริ่มในวันที่ 1 กรกฎาคม

สิ่งหนึ่งที่ฉันคิดว่าน่าสนใจคือการย้ายไปสู่คนรุ่นใหม่แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าของเทคโนโลยี รุ่นก่อนหน้ามีประสิทธิภาพสูงสุดประมาณ 1 petaflop และระบบนี้ควรเร็วกว่า 10 เท่าในขณะที่ใช้พลังงานเพิ่มขึ้นเพียง 30 เปอร์เซ็นต์ สำหรับการเปรียบเทียบ MareNostrum ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ต้นฉบับที่ติดตั้งในปี 2547 มีสมรรถนะสูงสุด 42 เทราฟลอปและใช้พลังงาน 640 กิโลวัตต์ (รายละเอียดของการปรับปรุงประสิทธิภาพของ MareNostrum สี่ชั่วอายุนั้นอยู่ในแผนภูมิด้านบน) Girona กล่าวว่านี่หมายความว่าสิ่งที่จะใช้เวลาหนึ่งปีในการทำงานบน MareNostrum 1 สามารถทำได้ในหนึ่งวันในระบบใหม่ ค่อนข้างน่าประทับใจ

สำหรับเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่เว็บไซต์จะมีสามกลุ่มใหม่ หนึ่งจะประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ IBM Power 9 และ Nvidia GPU ออกแบบมาเพื่อให้มีความสามารถในการประมวลผลสูงสุดกว่า 1.5 Petaflop / s กลุ่มนี้จะถูกสร้างขึ้นโดย IBM และเกี่ยวข้องกับการออกแบบประเภทเดียวกันในการประชุมสุดยอดและ Sierra supercomputers ซึ่งกระทรวงพลังงานสหรัฐได้มอบหมายให้ Oak Ridge และ Lawrence Livermore National Laboratories เป็นส่วนหนึ่งของความร่วมมือ CORAL ที่ Oak Ridge ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ, Argonne และ Lawrence Livermore

คลัสเตอร์ที่สองจะประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ Intel Xeon Phi โดย Lenovo สร้างระบบที่ใช้รุ่น Knights Hill (KNH) ที่กำลังจะมาถึงและ OmniPath ซึ่งมีความสามารถในการประมวลผลสูงสุดกว่า 0.5 Petaflop / s สิ่งนี้ยังเลียนแบบโปรแกรม American CORAL และใช้ตัวประมวลผลเดียวกับที่จะอยู่ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Aurora โดยได้รับมอบหมายจากกระทรวงพลังงานสหรัฐสำหรับห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne

ในที่สุดคลัสเตอร์ที่สามจะเกิดขึ้นจากโปรเซสเซอร์ ARMv8 64 บิตที่ฟูจิตสึจะให้ในเครื่องต้นแบบซึ่งออกแบบมาเพื่อใช้โปรเซสเซอร์เดียวกับที่ฟูจิตสึกำลังพัฒนาสำหรับระบบใหม่ของญี่ปุ่นเพื่อแทนที่ K ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ปัจจุบัน สิ่งนี้ก็ควรมีประสิทธิภาพมากกว่า 0.5 Petaflop / s เวลาที่แน่นอนสำหรับการเริ่มต้นของการดำเนินการกับกลุ่มที่เกิดขึ้นใหม่นั้นยังไม่มีการเปิดเผย Girona กล่าว

โดยรวมแล้วระบบจะเสียค่าใช้จ่าย $ 34 ล้านในสัญญาที่ไอบีเอ็มชนะและได้รับทุนจากรัฐบาลสเปน เหตุผลสำคัญที่ทำให้การคำนวณทั้งสี่ประเภทในเว็บไซต์เป็นการวิจัย Girona กล่าว ศูนย์แห่งนี้มีพนักงานทั้งหมด 450 คนมีนักวิจัย 160 คนที่มุ่งเน้นวิทยาการคอมพิวเตอร์รวมถึงสถาปัตยกรรมและเครื่องมือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฐานะสมาชิกของ PRACE (การเป็นหุ้นส่วนเพื่อการคำนวณขั้นสูงในยุโรป) BSC พยายามที่จะมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานชั้นนำและการคำนวณแบบขนาน

Girona กล่าวว่า BSC ต้องการมีอิทธิพลต่อการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่และกำลังวางแผนที่จะใช้เครื่องจักรใหม่เพื่อวิเคราะห์สิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคตโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อให้แน่ใจว่าซอฟต์แวร์พร้อมสำหรับสถาปัตยกรรมใดก็ตามที่เครื่องถัดไปน่าจะมาถึง ประมาณ 3 ปี - จะมี BSC ได้ทำงานกับเครื่องมือสำหรับสถาปัตยกรรมเกิดใหม่มานาน

นักวิจัยอีกหัวข้อหนึ่งกำลังพิจารณาว่าจะคุ้มค่าหรือไม่ที่จะพัฒนาโปรเซสเซอร์ยุโรปสำหรับ IT ซึ่งอาจขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรม ARM

บาร์เซโลนาจะไม่มีซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก บันทึกดังกล่าวจัดขึ้นโดยจีนในปัจจุบันโดยมีชาวอเมริกันและชาวญี่ปุ่นพยายามติดตาม แต่ MareNostrum 4 จะมีความหลากหลายและน่าสนใจที่สุด

Michael J. Miller เป็นประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายสารสนเทศของ Ziff Brothers Investments บริษัท ลงทุนเอกชน มิลเลอร์ซึ่งเป็นหัวหน้าบรรณาธิการของ นิตยสาร PC ตั้งแต่ปี 1991 ถึง 2005 ได้เขียนบล็อกนี้สำหรับ PCMag.com เพื่อแบ่งปันความคิดของเขาเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับพีซี คำแนะนำการลงทุนจะไม่นำเสนอในบล็อกนี้. หน้าที่ทั้งหมดได้รับการปฏิเสธ มิลเลอร์ทำงานแยกต่างหากสำหรับ บริษัท การลงทุนภาคเอกชนซึ่งอาจลงทุนใน บริษัท ที่มีการพูดคุยผลิตภัณฑ์ในบล็อกนี้ได้ตลอดเวลาและจะไม่มีการเปิดเผยการทำธุรกรรมหลักทรัพย์