Statele Unite vor construi doua dintre cele mai rapide supercomputere pentru National Lab

Noile sisteme, care combina procesoarele IBM cu acceleratorele GPU de la NVIDIA prin intermediul interfetei NVLink, vor fi de 3 ori mai rapide decat super calculatoarele deja existente

Departamentul Energiei din SUA a anuntat ca va construi doua supercomputere bazate pe accelerarea GPU. Performanta acestora o va depasi pe cea a sistemelor existente la ora actuala, apropiind lumea de atingerea unuia dintre cele mai importante obiective informatice pe termen lung: trecerea la scara exa de calcul.

Bazate pe acceleratoarele GPU NVIDA® Tesla® si pe NVIDIA NVLink™, tehnologia de interconectare a GPU-urilor, implementate pe servere IBM POWER de generatie urmatoare, noile supercomputere vor fi puse in functiune in 2017.

Sistemul “Summit” construit la Oak Ridge National Laboratory va avea o putere de calcul de 150-300 petaflopi si va fi folosit pentru programe stiintifice. Depasind viteza de 100 de petaflopi, al doilea sistem, botezat “Sierra”, va avea un rol deosebit de important in derularea programului de securitate nucleara initiata de Lawrence Livermore National Laboratory.

Sistemele vor depasi considerabil performantele actualui campion din Statele Unite ale Americii, supercomputer-ul “Titan” din Oak Ridge, care dispune de o viteza de calcul maxima de 27 petaflopi, cat si pe cele ale celui mai rapid supercalculator din lume de la ora actuala. Tianhe-2 din cadrul National Super Computer Center situat in Guangzhou in China, are o viteza maxima de calcul de 55 petaflopi.

„Stiinta de azi reprezinta tehnologia de maine”, a declarat Jen-Hsun Huang, CEO si co-fondator al NVIDIA. „Oamenii de stiinta rezolva provocari impresionante, atat la nivel cuantic, cat si la nivel galactic. Munca lor se bazeaza pe folosirea unor supercomputere din ce in ce mai rapide. Prin inventarea accelerarii GPU, am deschis calea catre scara exa de calcul, oferind oamenilor de stiinta uneltele necesare pentru a face descoperiri inimaginabile.”

SUA investeste in realizarea „Summit” si „Sierra” cu scopul de a creste independenta energetica a tarii, dar si pentru a face noi descoperiri care sa ajute la oprirea schimbarilor climatice, la cresterea eficientei carburantilor, la prevenirea dezastrelor naturale, la cresterea sigurantei depozitarii materialelor nucleare sau la cresterea competitivitatii economice.

Dezvoltarea acestor sisteme reprezinta primul punct important in cadrul parteneriatului dintre IBM si NVIDIA, implicand si munca celor de la OpenPOWER Foundation, o comunitate deschisa, creata cu scopul de a dezvolta solutii de calcul revolutionare.

Noile tehnologii accelereaza progresul spre scara exa de calcul

Comunitatea de super solutii de calcul lucreaza de mai multi ani la construirea unor sisteme de calcul pe scara exa, care pot efectua un decalion – un miliard de miliard sau 10¹⁸ – de operații in virgula mobila pe secunda, cunoscute pe scurt ca FLOPS. Un FLOP este echivalentul unei singure operatii matematice, precum inmultirea a doua numere.

Summit si Sierra reprezinta urmatorul pas in evolutia spre scara exa de calcul, datorita implementarii unor tehnologii revolutionare.

Prima dintre acestea este NVIDIA NVLink, tehnologia de interconectare de mare viteza a GPU-urilor, care va fi incorporata in GPU-urile NVIDIA si in CPU-urile IBM POWER deopotriva. NVLink permite schimbul de date dintre GPU si CPU cu viteze de 5 pana la de 12 mai mari decat tehnologiile folosite azi, fiind proiectat pentru a oferi suportul necesar realizarii supercomputerelor care sa fie de 50 pana la de 100 ori mai rapide decat super calculatoarele actuale.

Noile sisteme se vor baza pe arhitectura GPU Volta™, dezvoltate de NVIDIA, care va avea o performanta superioara in comparatie cu arhitectura Maxwell™ folosita in mod curent si, ulterior, pe design-ul Pascal™. Oferind o putere de calcul superioara fata de ce exista pe piata in zilele noastre, GPU-urile NVIDIA vor asigura Summit si Sierra peste 90% din capacitatea maxima de a executa operații in virgula mobila pe secunda.

“Utilizatorii nostri se confrunta cu cele mai complexe provocari stiintifice si au nevoie de cele mai puternice calculatoare pentru a-i asista in indeplinirea obiectivelor nationale”, a declarat Buddy Bland, Directorul de proiect al Oak Ridge Leadership Computing Facility din cadrul Oak Ridge National Laboratory. “Supercalculatorul Summit va usura considerabil atingerea scopurilor noastre stiintifice, dar pentru a atinge aceste performante estimate este necesara combinarea acestor tehnologii revolutionare.”

Summit: Supercalculatorul pentru proiectele de stiinta deschise

Summit, la fel ca Titan, va fi dedicat proiectelor de stiinta deschise, ceea ce inseamna ca cercetatorii din intreaga lume vor avea oportunitatea de a se inscrie pentru a putea folosi sistemul. Supercomputerul Summit va impune noi standarde de eficienta energetica, avand de 5 pana la de 10 oeri mai multa putere de calcul decat Titan, folosind doar cu 10% mai multa energie.

Sierra va imbunatati securitatea nationala

Sierra va avea o putere de calcul de 10 ori mai mare decat cel mai rapid sistem folosit in mod curent de Lawrence Livermore, “Sequoia”, care poate atinge 20 petaflopi. Acesta va fi folosit de administratia Programului National de Securitate Nucleara al SUA pentru a asigura siguranta si eficienta programului de dezarmare nucleara, fara sa fie nevoie de testare. De asemenea, Sierra va avea un rol important si in eforturile SUA de a preveni raspandirea armelor de distrugere in masa la nivel mondial.

Potentialul si provocarile scarii exa de calcul

Supercomputerele pe scara exa vor contribui la evolutia stiintei in multiple domenii, inclusiv cel industrial, facilitand descoperirea de noi tratamente, oferind noi informatii despre functionarea creierului uman, ajutand la extinderea eforturilor pentru oprirea schimbarilor climatice si contribuind la intelegerea originii Universului.

Provocarea principala in atingerea scarii exa de calcul consta in construirea unor sisteme cu putere de calcul superioara si cu consum de energie minim, o problema care poate fi rezolvata de acceleratoarele GPU. Un sistem in scara exa construit folosind cele mai noi acceleratoare GPU de la NVIDIA ar consuma de 5 ori mai putina energie decat un sistem bazat pe CPU-uri x86, oferind arhitectilor de sistem posibilitatea de a livra performante substantial crescute cu un consum redus de energie.

Despre platforma accelerata cu Tesla de la NVIDIA

Platforma de calcul accelerata cu Tesla a fost proiectata ca un sistem deosebit de performant cu consum de energie redus, fiind ideal pentru stiintele de calcul, supercalculatoare, domeniul industrial, analizele de date complexe sau aplicatiile de educare a masinilor. Acesta ofera performante si un consum de energie dramatic imbunatatite fata de abordarea bazata exclusiv pe folosirea de CPU-uri. Platforma include cele mai rapide acceleratoare GPU din lume, alaturi de caracteristici avansate de adminsitrare a sistemului, de tehnologie de comunicare accelerata si de NVIDIA CUDA®, cel mai eficient model de programare paralela din lume.