Суперкомпьютер Frontier в Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики сегодня занял первое место в рейтинге самых быстрых в мире в списке TOP500 с производительностью 1,1 экзафлопс. Это первая система, достигшая беспрецедентного уровня вычислительной производительности, известного как экзафлопс, порог в квинтиллион вычислений в секунду.
Теоретическая пиковая производительность Frontier составляет 2 экзафлопа или два квинтиллиона вычислений в секунду, что делает ее в десять раз более мощной, чем система ORNL Summit. Система использует обширный опыт ORNL в области ускоренных вычислений и позволит ученым разрабатывать критически необходимые технологии для энергетической, экономической и национальной безопасности страны , помогая исследователям решать проблемы государственной важности, которые было невозможно решить всего пять лет назад.
«Frontier открывает новую эру экзафлопсных вычислений для решения самых больших научных задач в мире», — сказал директор ORNL Томас Захария. «Этот важный этап представляет собой предварительный обзор непревзойденных возможностей Frontier как инструмента для научных открытий. Это результат более чем десятилетнего сотрудничества между национальными лабораториями, академическими кругами и частным сектором , включая проект Exascale Computing Project Министерства энергетики США, в рамках которого развертываются приложения. , программные технологии, аппаратное обеспечение и интеграция, необходимые для обеспечения воздействия в эксафлопсном масштабе».
Рейтинги были объявлены на Международной суперкомпьютерной конференции 2022 в Гамбурге, Германия, которая собирает лидеров со всего мира в области высокопроизводительных вычислений , или HPC. Скорость Frontier превзошла скорость любого другого суперкомпьютера в мире, включая Summit ORNL, который также размещен в Oak Ridge Leadership Computing Facility, пользовательском центре Министерства энергетики США.
Frontier, суперкомпьютер HPE Cray EX, также занял первое место в списке Green500, который оценивает энергопотребление и эффективность коммерчески доступных суперкомпьютерных систем с производительностью 62,68 гигафлопс на ватт. Frontier завершает рейтинг, который проводится два раза в год, заняв первое место в новой категории вычислений со смешанной точностью, которая оценивает производительность в форматах, обычно используемых для искусственного интеллекта, с производительностью 6,88 экзафлопс.
Работа по установке и тестированию Frontier началась во время пандемии COVID-19, поскольку остановки по всему миру привели к перегрузке международных цепочек поставок. Более 100 членов коллектива государственного и частного секторов работали круглосуточно, от поиска миллионов компонентов до своевременной поставки компонентов системы и тщательной установки и тестирования 74 суперкомпьютерных шкафов HPE Cray EX, включающих более 9400 узлов на базе процессоров AMD и 90 миль сетевых кабелей.
«Когда исследователи получат доступ к полностью работающей системе Frontier позже в этом году, это станет кульминацией работы, начатой более трех лет назад с участием сотен талантливых людей из Министерства энергетики и наших отраслевых партнеров в HPE и AMD», — сказал сотрудник ORNL. Об этом заявил директор лаборатории вычислений и вычислительных наук Джефф Николс. «Ученые и инженеры со всего мира задействуют эти невероятные скорости вычислений, чтобы решить некоторые из самых сложных вопросов нашей эпохи, и многие начнут свои исследования в первый же день».
Общая производительность Frontier, составляющая 1,1 экзафлопс, соответствует более чем одному квинтиллиону операций с плавающей запятой в секунду или флопам, как было измерено в тесте High-Performance Linpack Benchmark. Каждый флоп представляет собой возможное вычисление, такое как сложение, вычитание, умножение или деление.
Первые результаты Frontier в тесте Linpack более чем в семь раз превышают показатели Summit — 148,6 петафлопс. Summit продолжает оставаться впечатляющей, высоко оцененной рабочей лошадкой для открытой науки, занимающей четвертое место в рейтинге TOP500.
Видео-обзор
Производительность вычислений смешанной точности Frontier составила примерно 6,88 эксафлопс, или более 6,8 квинтиллионов флопс в секунду, согласно результатам теста High-Performance Linpack-Accelerator Introspection , или HPL-AI. Тест HPL-AI измеряет скорость вычислений в вычислительных форматах, обычно используемых методами машинного обучения, которые способствуют развитию искусственного интеллекта.
Детальные симуляции, используемые традиционными пользователями высокопроизводительных вычислений для моделирования таких явлений, как раковые клетки, сверхновые звезды, коронавирус или атомная структура элементов, требуют 64-битной точности, требующей вычислительной точности. Алгоритмы машинного обучения обычно требуют гораздо меньшей точности — иногда всего лишь 32-, 24- или 16-битной точности — и могут использовать преимущества специального оборудования в графических процессорах или графических процессорах, на которые полагаются такие машины, как Frontier, для достижения даже более высокие скорости.
ORNL и его партнеры продолжают работу над Frontier в соответствии с графиком. Следующие шаги включают в себя дальнейшее тестирование и проверку системы, которая остается на пути к окончательному принятию и раннему научному доступу позже в 2022 году и открыта для полной научной работы в начале 2023 года.
Факты о суперкомпьютере Frontier
Экзафлопсная производительность суперкомпьютера Frontier обеспечивается некоторыми из самых передовых в мире технологий от HPE и AMD:
Frontier располагает 74 шкафами для суперкомпьютеров HPE Cray EX, специально созданными для поддержки производительности и масштабируемости суперкомпьютеров следующего поколения, когда-то открытых для раннего научного доступа.
Каждый узел содержит один оптимизированный процессор EPYC и четыре ускорителя AMD Instinct, всего более 9 400 ЦП и более 37 000 графических процессоров во всей системе. Эти узлы предоставляют разработчикам более простые возможности для программирования своих приложений благодаря согласованности, обеспечиваемой процессорами EPYC и ускорителями Instinct.
HPE Slingshot, единственная в мире высокопроизводительная коммутационная сеть Ethernet, разработанная для решений HPC и искусственного интеллекта нового поколения, включая более крупные рабочие нагрузки с интенсивным использованием данных, для удовлетворения требований к более высокой скорости и контролю перегрузки для бесперебойной работы приложений и повышения производительности.
Подсистема ввода-вывода от HPE, которая будет запущена в этом году для поддержки Frontier и OLCF. Подсистема ввода-вывода имеет внутрисистемный уровень хранения и Orion, усовершенствованную центральную файловую систему на основе Lustre, которая также является самой крупной и быстрой в мире одиночной параллельной файловой системой на основе системы хранения Cray ClusterStor E1000.
Уровень внутрисистемного хранилища будет использовать локальные запоминающие устройства вычислительного узла, подключенные через каналы PCIe Gen4, чтобы обеспечить пиковую скорость чтения более 75 терабайт в секунду, пиковую скорость записи более 35 терабайт в секунду и более 15 миллиардов случайных данных. чтение операций ввода-вывода в секунду. Центральная файловая система Orion обеспечит емкость хранения около 700 петабайт и максимальную скорость записи 5 терабайт в секунду.
Будучи суперкомпьютерной системой следующего поколения и самой быстрой в мире для открытой науки, Frontier также является энергоэффективной благодаря возможностям жидкостного охлаждения. Эта система охлаждения способствует созданию более тихого центра обработки данных за счет устранения необходимости в более шумной системе с воздушным охлаждением.
Новые комментарии: