Европа създаде екзаскейл суперкомпютър

Jupiter стана първата екзаскейл система, разработена в рамките на инициативата EuroHPC на Европейския съюз (снимка: Eviden, ParTec / EuroHPC)

500 милиона евро за изчисления със скоростта на мисълта – Европа създаде свой собствен екзаскейл суперкомпютър Jupiter, който освен висока производителност има и отлична енергийна ефективност.

Нов участник от екзаскейл клас дебютира в юнската класация на суперкомпютрите Top500, която се изготвя на всеки шест месец. Това е системата Jupiter в изследователския център Юлих, Германия.

Въпреки че пълната конфигурация на изчислителната машина все още не е напълно разкрита, вече са известни ключови технически подробности и показатели за производителност на суперкомпютъра.

Jupiter е първата екзаскейл система, разработена в рамките на инициативата EuroHPC на Европейския съюз. Но въпреки плановете за използване на европейски технологии, проектът е реализиран главно върху решения на Nvidia, включително бъдещата система за съхранение. Това подчертава трудностите, пред които е изправен ЕС по пътя към технологична независимост.

Част от системата – модулът Universal Cluster – обаче е базирана на сървърни процесори Rhea1 с Arm архитектура от SiPearl, което може да се счита за стъпка към намаляване на зависимостта от чуждестранни разработки.

Jupiter е създаден от Eviden (подразделение на Atos, специализирано в суперкомпютри) и немската компанията ParTec. Подобно на своя предшественик, суперкомпютъра Juwels (пуснат на пазара през 2018 г.), Jupiter е хибридна схема, комбинираща изчисления на CPU и GPU, устройства за съхранение и ускорители. 

Модулът GPU Booster, оборудван с процесори Nvidia Grace G100 и ускорители Hopper H200, заема четвърто място в класацията Top500 за юни, благодарение на резултатите от теста High Performance Linpack (HPL).

Архитектурата на GPU Booster е базирана на четириядрени клъстери: четири графични процесора Hopper H200 действат като NUMA контролери, комбинирайки четири CPU и четири GPU в един възел от осем компонента. 

Всеки H200 е оборудван с 96 GB HBM3 памет с пропускателна способност 4 TB/s. Комуникацията между графичните процесори се осъществява чрез NVLink 4 със скорост 300 GB/s, докато графичните процесори (GPU) и централните процесори (CPU) комуникират на 600 GB/s. Всеки възел съдържа два такива модула.

Модулът Universal Cluster включва повече от 1300 възела с два чипа Rhea1 (по 80 ядра Zeus Neoverse V1, подобни на Amazon Graviton3). Очакваната му производителност в HPL теста е 5 петафлопа (FP64), което е значително по-малко от GPU Booster. 

Първоначално е планирано Jupiter да има 5000 графични възела (20 000 чипа Grace/Hopper), 1000 процесорни възела (2000 Rhea1), 20 PB флаш памет и 300 PB дисково пространство, но крайната конфигурация се оказа различна.

Тестваната конфигурация на GPU Booster използва около 23 536 чипа Grace-Hopper, осигурявайки производителност от 793,4 петафлопа (Rmax). Пиковата производителност възлиза на 930 петафлопа (Rpeak). 

Целта от 1 екзафлопс все още не е достигната, но ефективността на изчисленията на HPL (85,3%) значително надвишава аналозите на HPE (77,7–53,2%). Енергийната ефективност на системата е 60 гигафлопа на ват, което е в съответствие с най-добрите световни стандарти.

Общата стойност на проекта Jupiter се оценява на 500 милиона евро (без съхранение на данни), като 273 милиона евро са отпуснати за оборудване и услуги от Eviden и ParTec.

Въпреки зависимостта си от Nvidia и непълното изпълнение на първоначалните планове, Jupiter демонстрира напредъка на Европа в HPC изчисленията, съчетавайки висока производителност с енергийна ефективност.