Министерство энергетики США сегодня раскрыло планы по созданию двух суперкомпьютеров на базе GPU с ожидаемой производительностью как минимум втрое выше, чем у самой мощной системы на сегодняшний день, делая еще один большой шаг на пути к эре экзафлопсных вычислений. Суперкомпьютеры, установка которых запланирована на 2017 год, будут собраны на базе серверов нового поколения IBM POWER и графических ускорителей NVIDIA Tesla с поддержкой высокоскоростного интерфейса NVIDIA NVLink.

Пиковая производительность системы Summit из Окриджской Национальной Лаборатории составит 150-300 петафлопс и будет направлена на решением научных задач. Система Sierra с пиковой производительностью свыше 100 петафлопс станет ключевым элементом проекта национальной безопасности Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса.

Системы будут работать значительно быстрее текущего лидера США – окриджской системы Titan, которая показывает пиковую производительность в 27 петафлопс, а также мирового лидера — Tianhe-2 из Китайского Национального Суперкомпьютерного Центра в Гуанчжоу, чья пиковая производительность составляет 55 петафлопс.

Подробнее о новых системах смотрите на сайте NVIDIA и в этом видео.

«Сегодняшняя наука целиком и полностью полагается на технологии завтрашнего дня, — говорит Дженсен Хуанг (Jen-Hsun Huang), генеральный директор и соучредитель NVIDIA. — Ученые решают масштабные задачи – от квантового уровня до мирового и галактического. Для работы им нужны все более мощные суперкомпьютеры. Изобретение GPU позволяет нам дотянутся до экзафлопсных вычислений и предоставить ученым инструмент для совершения невероятных открытий».

США инвестирует в системы Summit и Sierra, чтобы достичь таких высот, которые помогут достичь большей энергетической независимости, справиться с изменением климата, повысить топливную эффективность существующих решений, усовершенствовать прогнозы стихийных бедствий, обезопасить хранение ядерных материалов, улучшить экономику и так далее.

Новые системы – это значимый этап в партнерстве IBM и NVIDIA, опирающийся на работу фонда OpenPOWER – открытого сообщества, созданного с целью разработки вычислительных решений нового поколения для высокопроизводительных корпоративных ЦОД.

Новые технологии ускоряют экзафлопсные вычисления

Разработчики суперкомпьютеров уже много лет работают над созданием экзафлопсных систем, которые способны выполнять квинтильон – миллиард миллиардов, или 1018 – вычислений с плавающей точкой в секунду (FLOPS). FLOP – это эквивалент одного математического вычисления, такого как, например, умножение двух чисел.

Системы Summit и Sierra станут следующим крупным шагом на пути к экзафопсным вычислениям благодаря применению ряда передовых технологий.

Одной из таких технологий является NVLink от NVIDIA – высокоскоростной интерфейс GPU, который будет соединять GPU NVIDIA и CPU IBM POWER в новых системах. NVLink позволяет передавать данные между GPU и CPU в 5-12 раз быстрее по сравнению с сегодняшними системами и обеспечивает ускорение в 50-100 раз по сравнению с сегодняшними рекордсменами.

Данные системы также получат архитектуру GPU нового поколения от NVIDIA — Volta, которая обеспечит гораздо более высокую производительность по сравнению с сегодняшней Maxwell и последующей Pascal. Будучи намного мощнее сегодняшних лидеров, графические процессоры NVIDIA обеспечивают системам Summit и Sierra более 90% пиковой скорости вычислений с плавающей точкой.

“Перед нашими пользователями стоят самые сложные научные задачи, и им необходимы исключительно мощные суперкомпьютеры для достижения целей национального уровня, — говорит Бадди Блэнд (Buddy Bland), директор по проектам Окриджского Вычислительного Центра при Окриджской Национальной Лаборатории. — Планируемая производительность системы Summit невозможна без интеграции данных технологий, и такая система станет лучшим инструментом для достижения данных целей”.

Система Summit ускорит научные вычисления

Система Summit, как и Titan, создана для открытых научных вычислений. Это значит, что ученые со всего мира смогут забронировать время работы на данной системе. При этом система обладает повышенной энергоэффективностью – ее производительность в 5-10 раз выше по сравнению с Titan, при этом энергозатраты выше всего на 10%.

Система Sierra укрепляет национальную безопасность

Система Sierra будет обладать производительностью в 5 – 10 раз выше, чем у самой быстрой системы в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса – Sequoia с производительностью 20 петафлопс. Она будет использоваться в программе Национального управления ядерной безопасностью США для обеспечения надежности, безопасности и эффективности ядерных средств США без тестирования, а также для предотвращения распространения оружия массового поражения в мире.

Потенциал и задачи систем экзафлопсных вычислений

Экзафлопсные суперкомпьютеры призваны ускорить исследования и открытия в широком спектре областей науки, машиностроения и промышленности, например, они ускорят создание новых лекарств и картины работы мозга, помогут смягчить последствия изменения климата и углубить наши знания о происхождении Вселенной.

Однако основной задачей при создании экзафлопсных систем является повышение производительности при минимальных энергозатратах – и GPU идеально подходят для этих целей. Экзафлопсная система, построенная на базе новейших ускорителей NVIDIA, будет потреблять в пять раз меньше энергии, чем система на базе x86 CPU, позволяя разработчикам создавать гораздо более экономичные высокопроизводительные системы.

О вычислительной платформе на базе NVIDIA Tesla

Вычислительная платформа на базе Tesla создана с нуля и предназначена для экономичных, высокопроизводительных вычислительных приложений, научных задач, корпоративных задач, сложного анализа данных и машинного обучения. Ее производительность и эффективность намного выше, чем у системы на базе лишь CPU. В данной платформе используются самые мощные на сегодняшний день GPU, передовые технологии управления и коммуникации, а также самая распространенная модель параллельных вычислений NVIDIA CUDA.