Суперкомпютърът се нарежда до голяма степен непроменен, но седи здраво

Най-новият списък на най-бързите суперкомпютри в света не се промени много, но годишното шоу за Supercomputing (SC14) включваше много дискусии за нови системи в списъка, както и няколко високоефективни компютърни съобщения, като нови ускорители от Intel и Nvidia.

Китайският суперкомпютър Tianhe-2, който използва процесори Intel Xeon и ускорители Xeon Phi, остана на първо място в списъка на Top500 с максимална производителност от 54, 9 петафлопа (четириъгълници с операции с плаваща запетая в секунда). Тази година всъщност десетте най-добри системи бяха идентични с най-новото попълнение на 10-то място - неуточнена машина на правителствената система в САЩ, която е Cray CS-Storm, захранвана от процесори Intel Xeon E5-2660 v2 и графични процесори Nvidia K40, свързани чрез данни InfiniBand.

По-нататък в списъка имаше 78 нови системи, въпреки че дори това е нов рекордно нисък. И като цяло изглежда, че наблюдаваме забавяне на темповете на растеж на съвкупната мощност на 500-те системи.

Класирането на тези системи се основава на показателя LINPACK, въпреки че сега има редица усилия около създаването на нови показатели, насочени към различни видове изчисления. Струва ми се интересно, че в реч по време на шоуто Хорст Саймън, редактор на списъка на Top500, каза, че въпреки целта да се достигне до изключителен компютър - 1 ексфалопс в секунда (приблизително 1000 петафлопа) - до 2020 г., той вярва, че това вероятно ще има вземете ни до края на 2024 г. Отчасти това е така, защото ще ни трябват повече техники за пестене на енергия - като силиконова фотоника и 3D интеграция и опаковане - за да поддържаме необходимата мощност за екскаскална система до 20 мегавата. Това са големи системи.

Въпреки липсата на големи промени в горната част, чухме няколко нови съобщения - по-специално тези от Intel и Nvidia, които могат да насочат пътя към по-бързи машини.

Nvidia, чиито графични процесори и език за програмиране на CUDA наистина започнаха движението към ускорители и копроцесори във високоефективните изчисления, бяха навсякъде в шоуто с много системи. В момента той предлага ускорителя K40, а на изложението обяви следващата версия - Tesla K80, която използва двоен GPU подход, за да предложи това, което фирмата казва, че е почти два пъти по-висока производителност и удвоява честотната лента на паметта на своя предшественик.

Nvidia казва, че K80 предлага 4, 992 ядра CUDA и 24 мегабайта RAM и има максимален капацитет от 2, 91 терафлопа на борд. Интересно е, че K80 се предлага сега и че много от производителите на системи вече предлагат системи с платката. Например, Dell показа новите си PowerEdge C4130 сървъри, които ви позволяват да монтирате до четири ускорителни платки Nvidia (или ускорители Intel Xeon Phi) в 1U сървър, като K80 версията предлага до 7, 2 терафлопа във всяко поле. Това е просто безумно количество изчислителна мощност в стелаж (макар и такъв, който би използвал много енергия и се нуждае от много охлаждане).

Междувременно Intel обяви, че следващата версия на своя чип Xeon Phi - версия, известна като Knight's Landing, за която първите търговски системи трябва да започнат да се доставят през следващата година - вече има повече от 50 клиенти, които планират да използват новата процесорна версия на частта (където Xeon Phi действа като системния процесор) в новите суперкомпютри. Много повече системи използват версията на копроцесорната PCIe карта на продукта.

Сред клиентите на Knights Landing са суперкомпютърът Trinity, съвместно усилие между Лос Аламос и Националната лаборатория Sandia, и суперкомпютърът Cori, съобщиха от Националния център за научни изчислителни технологии (DOE) на Министерството на енергетиката на САЩ (DOE). Предполага се, че Knight's Landing предлага около 3 терафлопа на производителност и ще интегрира технологията Omni-Path Fabric, базирана на силикон на Intel, която според компанията ще предлага 100 Gbps скорост на линията и до 56 процента по-ниска латентност на превключвателя от алтернативите на InfiniBand. (Обърнете внимание, че доставчиците на InfiniBand вече говорят и за нови версии.)

Intel заяви, че последващите действия, известни като Knight's Hill, ще бъдат изградени с помощта на технологията на процесора 10nm на Intel и ще използват следващото поколение тъкани Omni-Path. Това ще последва приземяването на Найт, но точният график не беше разкрит.

AMD, който обяви и показа своята FirePro S9150 карта с един процесор, за която според нея може да предложи 2, 53 терафлоупс. Тази система, която е програмирана чрез OpenCL, вече се доставя.

Всъщност нов суперкомпютър, наречен L-CSC от GSI Helmholtz Center, базиран на графичните процесори S9150 и 10-ядрените процесори Intel Xeon 2690v2, оглави новата версия на списъка Green500, в която са изброени суперкомпютрите по реда на обработка на мощност на ват. Това бе първият път, когато една система успя да надмине 5 гигафлопа / ват (милиарди операции в секунда на ват). Обърнете внимание на този списък, системата на второ място беше Suiren, задвижвана от многоядрени ускорители PEZY-SC и процесори Xeon; докато останалите от топ 10 използват графични процесори на Nvidia Tesla, показващи гамата от такива системи.

Има и други, по-необичайни опции. Micron показва своя чип Automata, по същество чип със специално предназначение, предназначен за съвпадение на модели, за използване в неща като мрежова сигурност и търсене на геномика. Това е разработено в PCIe 3 платка с 32 чипа и предстои да стартира през първото тримесечие на 2015 г., първоначално в малки обеми. (Компанията също застава зад своя Hybrid Memory Cube за следващо поколение памет за такива системи.) IBM има своя процесор TrueNorth, който се надява да насочи пътя към по-„изчисления, подобни на мозъка“. NEC работи върху следващото поколение на своя SX-ACE векторен процесор, който според него е по-лесен за програмиране от графичните процесори. И, разбира се, ARM се опитва да навлезе и на пазара на сървъри, тъй като X-Gene1 на Applied Micro се използва като процесор, свързващ се с различни карти на ускорителя.

Редица доставчици показваха нови системи. В допълнение към системата Dell, за която споменах по-рано, Lenovo показа система с двойна процесор с водно охлаждане, базирана на персонализиран процесор Intel Xeon E5-2798A (с 16 ядра, работещи до 3.2GHz), който според него доставя 1.083 терафлопа. И каза, че следващата година Knights Landing Xeon Phi процесор ще даде възможност на "peta-cube" система, която доставя повече от един петафлоп само в две стандартни 42U стелажи.

Сървърите на едно спиране показаха ускорител за изчисление с висока плътност, който използва PCIe Gen3 за поддръжка до 16 ускорителни табла от висок клас от един или няколко сървъра, като компанията заяви, че осигурява до 89, 6 терафлопа, използвайки платки Tesla K80. Това може да работи с процесора Power8 на IBM. Huawei показваше наличността на своя сървър за центрове за данни на X6800 в САЩ и течно охладена версия на своя сървър за FusionServer 9000.

За свързване на системите заедно Obsidian Technologies стартира своята инициатива InfiniCortex, предназначена да предприеме 100 Gigabit InfiniBand връзка на дълги разстояния. Компанията обяви подкрепа от Сингапурската агенция за наука, технологии и изследвания (A * STAR). И Mellanox показа 100 Gigabit Infiniband, работещи над 100 метра чрез влакна и 8 метра чрез мед.

За да създадат най-големите суперкомпютри, организациите обикновено се обръщат към компании като IBM и Cray, за да сглобят системите, макар че често са необходими години за изграждането им. Най-голямото съобщение на Cray по време на изложението беше система от 80 милиона долара, известна като Shaheen II от Университета за наука и технологии на Крал Абдула в Саудитска Арабия за Cray XC40, включително уред за анализ на графики Urika-GD.

И, разбира се, непосредствено преди шоуто, DOE възложи на IBM (и доставчици на компоненти Nvidia и Mellanox) огромен договор за това, което ще бъдат двата най-големи суперкомпютри в страната, всеки с повече от 100 петафлопа.

Бележка на редактора: Тази публикация е актуализирана на 11/26. Tianhe-2 има пикова ефективност от 54, 9 петафлопа, а не терафлопс.