Дата публикации:

Человечество неумолимо приближается к началу эры вычислений экзафлопс-уровня

Система Summit сейчас может обеспечить только одну четвертую или пятую часть от требующейся мощности, — рассказывает Джастин Витт (Justin Whitt), руководитель отдела суперкомпьютерных вычислений в Ок-Ридже, — Это существенно ограничивает количество исследовательских проектов, в которых может использоваться суперкомпьютер Summit.

Очевидным решением проблемы является создание нового и еще более мощного суперкомпьютера, и это именно то, что происходит сейчас в лаборатории Ок-Ридж. Новая система, находящаяся сейчас на этапе сборки, имеет название Frontier, и когда она будет полностью запущена, ее пиковая расчетная мощность составит чуть более 1.5 экзафлопс.Следует особо отметить, что мощность системы Frontier будет в семь раз превосходить мощность системы Summit, но количество потребляемой энергии при таком приросте производительности, увеличится всего в два раза. Согласно предварительным расчетам, при максимальной нагрузке Frontier будет потреблять 29 МВт, что сопоставимо с уровнем потребления не очень большого города, такого, как Купертино, штат Калифорния.Такое увеличение вычислительной эффективности связано с размещением большего количества компьютерного оборудования в меньшем пространстве. Каждая стойка суперкомпьютера Frontier будет заполнена так плотно, что ее вес будет сопоставим с весом среднего грузового автомобиля. Немалую роль в увеличении производительности и эффективности также играет использование процессоров AMD EPYC, ориентированных на искусственный интеллект, и графических ускорителей Radeon Instinct GPU, оптимизированных именно для вычислений экзафлопс-уровня.Согласно изначальным планам, в 2022 году в Национальной лаборатории Аргонна в строй должен был быть введен еще более мощный суперкомпьютер под названием Aurora. Но его ввод в эксплуатацию задерживается из-за нарушения цепочек поставок необходимых компонентов компанией Intel, которая из-за кризиса в полупроводниковой отрасли попросту не успевает произвести к назначенному сроку нужное количество центральных и графических процессоров.Вернемся к суперкомпьютеру Frontier. Специалисты лаборатории Ок-Ридж прогнозируют, что эта машина будет полностью собрана к концу этого года и будет введена в эксплуатацию в течение 2022 года.Однако, сможет ли система Frontier что-нибудь кардинально изменить в рейтинге Top500, на первом месте которого находится сейчас японский Fugaku, продемонстрировавший производительность в 2 экзафлопса на определенном виде тестов? Все системы, попадающие в рейтинг, проходят тесты на вычислениях 64-битовых значений с плавающей запятой, которые требуются для решений трехмерных систем дифференциальных уравнений с частными производными, используемыми в различных типах физических моделирований.Но основным типом задач, которые будет выполнять новая система Frontier, является обучение и использование искусственных нейронных сетей, для чего вполне достаточно и 16-битной разрядности чисел. И согласно прогнозам, при вычислениях с такой точностью оптимизированной для этого системе Frontier попросту не будет равных.Однако, системы Fugaku и Frontier также не являются единственными держателями вычислительной мощности экзафлопс-уровня. Напомним нашим читателям про известный проект Folding@Home, представители которого еще в марте 2020 года объявили о пересечении барьера суммарной вычислительной мощности в 1 экзафлопс.Также напомним нашим читателям о просочившихся слухах о том, что в Китае уже введены в строй одна или две вычислительные системы, производительность каждой из которых превосходит один экзафлопс. Китайское правительство скрывает пока этот факт в силу целого ряда очевидных или скрытых причин. Но с течением времени слухи будут просачиваться во все больших количествах и когда-нибудь эта китайская «кошка Шредингера» все же сумеет выбраться из своей коробки.