Barcelona planlægger verdens mest forskellige supercomputer

I disse dage er der en række forskellige tilgange til high-performance computing, systemer der normalt benævnes supercomputere. De fleste af disse systemer bruger et enormt antal Xeon-processorer, men vi begynder at se de mest interessante nye maskiner køre acceleratorer, såsom Nvidias Tesla eller Intel Xeon Phi. Der er endda noget snak om, at massive ARM-baserede systemer kan være effektive i fremtiden. Men hvad nu hvis du kunne prøve alle disse arkitekturer på ét sted?

Det er udfordringen og løftet med den nye MareNostrum 4-computer, der er klar til installation i Barcelona Supercomputing Center. Det nye design inkluderer et hovedsystem til generel brug baseret på traditionelle Xeons plus tre nye nye teknologiklynger, der er baseret på IBM Power og Nvidia, Xeon Phi og ARM-baseret computing. Mens jeg var i Barcelona for Mobile World Congress, havde jeg en chance for at tale med Sergi Girona, driftsdirektør for BSC, der forklarede begrundelsen bag de fire forskellige klynger.

Girona sagde, at centrets vigtigste mission er at levere supercomputing-tjenester til spanske og andre europæiske forskere ud over industrien. Som en del af denne mission ønsker centret at have mindst tre "nye tech-klynger", så det kan teste forskellige alternativer.

For den generelle computerklynge siger Girona, at centret valgte et traditionelt Xeon-design, fordi det var lettere at migrere applikationer, der kører på den nuværende MareNostrum 3, der skulle forventes at blive afbrudt i næste uge. Designet måtte også passe til det eksisterende rum, inden i et kapel. (Jeg besøgte centret sidste år og den nuværende supercomputer for et år siden.)

Det nye design, der skal bygges af Lenovo, vil være baseret på den nye Xeon v5 (Skylake) med 3.456 noder, hver med to stikkontakter, og hver chip vil indeholde 24 kerner hver for en samlet teoretisk topydelse på 11, 14 petaflops pr. anden. De fleste kerner vil have 2 GB hukommelse, men 6 procent vil have 8 GB for i alt 331, 7 TB RAM. Hver knude har en 240 GB SSD, selvom nogle af dem har 3D XPoint-hukommelse, når det er tilgængeligt. Knudepunkterne skal forbindes via Intels Omni-Path-forbindelse og 10 GB Ethernet. Systemet har også seks lagringspladser fra IBM med 15 petabyte lagerplads, inklusive en blanding af flash- og harddiskdrev. Generelt vil designen tage 62 stativer - 48 til computing, 6 til opbevaring, 6 til netværk og 2 til styring. Det vil fylde 120 kvadratmeter (hvilket skaber et meget tæt miljø) og trækker 1, 3 megawatt strøm, op fra 1 megawatt, der er trukket af det forrige design. Operation forventes at begynde 1. juli.

Én ting, som jeg fandt interessant her, er, hvor tydeligt overgangen til den nye generation demonstrerer teknologiens udvikling. Den foregående generation havde en maksimal ydeevne på ca. 1 petaflop, og dette system skulle være mere end 10 gange hurtigere, mens det kun bruger 30 procent mere strøm. Til sammenligning havde den originale MareNostrum supercomputer, der blev installeret i 2004, en ydelse på 42 teraflops og brugte 640 kilowatt strøm. (Detaljerne om præstationsforbedringer over fire generationer af MareNostrum er i oversigten ovenfor). Girona siger, at dette betyder, at hvad der ville have taget et år at køre på MareNostrum 1, kan gøres på en enkelt dag på det nye system. Temmelig imponerende.

For ny teknologi vil stedet have tre nye klynger. Den ene vil bestå af IBM Power 9-processorer og Nvidia GPU'er, designet til at have en topbehandlingsevne på over 1, 5 Petaflop / s. Denne klynge vil blive bygget af IBM og involverer den samme type design, der bliver implementeret i topmødet og Sierra-supercomputere, som det amerikanske energiministerium har bestilt til Oak Ridge og Lawrence Livermore National Laboratories som en del af sit CORAL-samarbejde på Oak Ridge, Argonne og Lawrence Livermore nationale laboratorier.

Den anden klynge vil bestå af Intel Xeon Phi-processorer, hvor Lenovo bygger et system, der bruger den kommende Knights Hill (KNH) -version og OmniPath, med en topbehandlingsevne over 0, 5 Petaflop / s. Dette efterligner også det amerikanske CORAL-program og bruger de samme processorer, der vil være inde i Aurora-supercomputeren, der er bestilt af det amerikanske energiministerium for Argonne National Laboratory.

Endelig vil en tredje klynge blive dannet af 64-bit ARMv8-processorer, som Fujitsu vil tilvejebringe i en prototypemaskine, som er designet til at bruge de samme processorer, som Fujitsu udvikler til et nyt japansk system til at erstatte den nuværende K-supercomputer. Også dette burde tilbyde mere end 0, 5 Petaflop / s med høj ydeevne. Den nøjagtige tidspunkt for begyndelsen af ​​operationer i de nye klynger er endnu ikke afsløret, sagde Girona.

Samlet vil systemet koste 34 millioner dollars i en kontrakt, der er vundet af IBM og finansieret af den spanske regering. En af hovedårsagerne til at have alle fire typer computere på stedet er forskning, sagde Girona. Centret, der beskæftiger 450 ansatte i alt, har 160 forskere med fokus på datalogi, herunder arkitektur og værktøjer. Som medlem af PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe) forsøger BSC især at fokusere på førende præstationsoptimering og parallel computing.

Girona sagde, at BSC ønsker at påvirke udviklingen af ​​nye teknologier og planlægger at bruge den nye maskine til at analysere, hvad der vil ske i fremtiden, især for at sikre, at software er klar til uanset hvilken arkitektur den næste maskine vil komme til omkring 3 år - vil have. BSC har længe arbejdet med værktøjer til nye arkitekturer, bemærkede han.

Et andet emne, som forskere overvejer, er, hvorvidt det ville være værd at udvikle en europæisk processor til it, sandsynligvis baseret på ARM-arkitekturen.

Barcelona har ikke den hurtigste supercomputer i verden; denne rekord er i øjeblikket af kineserne, hvor amerikanerne og japanerne prøver at indhente. Men MareNostrum 4 vil være den mest forskelligartede og potentielt den mest interessante.

Michael J. Miller er Chief Information Officer hos Ziff Brothers Investments, et privat investeringsselskab. Miller, der var chefredaktør for PC Magazine fra 1991 til 2005, forfatter denne blog til PCMag.com for at dele sine tanker om pc-relaterede produkter. Ingen investeringsrådgivning tilbydes i denne blog. Alle pligter fraskrives. Miller arbejder separat for et privat investeringsselskab, der til enhver tid kan investere i virksomheder, hvis produkter er omtalt i denne blog, og der afsløres ikke nogen værdipapirtransaktioner.