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Al giorno d'oggi, esistono diversi approcci all'informatica ad alte prestazioni, sistemi di solito indicati come supercomputer. La maggior parte di questi sistemi utilizza un numero enorme di processori Xeon, ma stiamo iniziando a vedere le nuove macchine più interessanti eseguire acceleratori, come Tesla di Nvidia o Intel Xeon Phi. Si dice persino che enormi sistemi basati su ARM potrebbero essere efficaci in futuro. E se potessi provare tutte queste architetture in un'unica posizione?
Questa è la sfida e la promessa del nuovo computer MareNostrum 4, che è pronto per l'installazione presso il Centro di supercomputer di Barcellona. Il nuovo design include un sistema principale per uso generico basato su Xeon tradizionali, oltre a tre nuovi cluster di tecnologie emergenti, basati su IBM Power e Nvidia, Xeon Phi e elaborazione basata su ARM. Mentre ero a Barcellona per il Mobile World Congress, ho avuto la possibilità di parlare con Sergi Girona, direttore delle operazioni della BSC, che ha spiegato il ragionamento alla base dei quattro diversi cluster.
Girona ha affermato che la missione principale del centro è fornire servizi di supercalcolo a ricercatori spagnoli e europei, oltre all'industria. Come parte di questa missione, il centro vuole avere almeno tre "cluster tecnologici emergenti", in modo da poter testare diverse alternative.
Per il cluster informatico generale, Girona afferma che il centro ha scelto un design Xeon tradizionale perché era più facile migrare le applicazioni che girano sull'attuale MareNostrum 3, che si prevede di disconnettere la prossima settimana. Il design doveva anche adattarsi allo spazio esistente, all'interno di una cappella. (Ho visitato il centro l'anno scorso e l'attuale supercomputer un anno fa.)
Il nuovo design, che sarà realizzato da Lenovo, si baserà sul nuovo Xeon v5 (Skylake), con 3.456 nodi, ciascuno con due socket, e ogni chip conterrà 24 core ciascuno, per una prestazione di picco teorica totale di 11, 14 petaflop per secondo. La maggior parte dei core avrà 2 GB di memoria, ma il 6 percento avrà 8 GB, per un totale di 331, 7 TB di RAM. Ogni nodo avrà un SSD da 240 GB, anche se alla fine alcuni avranno memoria XPoint 3D, quando sarà disponibile. I nodi devono essere collegati tramite l'interconnessione Omni-Path di Intel e Ethernet da 10 GB. Il sistema disporrà inoltre di sei rack di memoria IBM, con 15 petabyte di memoria, tra cui un mix di unità flash e hard disk. Nel complesso, il design occuperà 62 rack: 48 per il computing, 6 per l'archiviazione, 6 per la rete e 2 per la gestione. Riempirà 120 metri quadrati (creando un ambiente molto denso) e assorbirà 1, 3 megawatt di potenza, rispetto ai 1 megawatt disegnati dal progetto precedente. L'operazione dovrebbe iniziare il 1 ° luglio.
Una cosa che ho trovato interessante qui è quanto chiaramente il passaggio alla nuova generazione dimostri la progressione della tecnologia. La generazione precedente aveva prestazioni di picco di circa 1 petaflop e questo sistema dovrebbe essere più di 10 volte più veloce, consumando solo il 30 percento in più di energia. Per fare un confronto, il supercomputer MareNostrum originale, installato nel 2004, aveva prestazioni di picco di 42 teraflop e utilizzava 640 chilowatt di potenza. (I dettagli dei miglioramenti delle prestazioni nell'arco di quattro generazioni di MareNostrum sono riportati nella tabella sopra). Girona afferma che ciò significa che ciò che avrebbe richiesto un anno per funzionare sul MareNostrum 1 può essere eseguito in un solo giorno sul nuovo sistema. Molto impressionante.
Per la tecnologia emergente, il sito avrà tre nuovi cluster. Uno sarà costituito da processori IBM Power 9 e GPU Nvidia, progettati per avere una capacità di elaborazione di picco di oltre 1, 5 Petaflop / s. Questo cluster sarà creato da IBM e prevede lo stesso tipo di progettazione implementato nei supercomputer Summit e Sierra, che il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha commissionato per Oak Ridge e Lawrence Livermore National Laboratories nell'ambito della sua collaborazione CORAL a Oak Ridge, Argonne e Lawrence Livermore laboratori nazionali.
Il secondo cluster sarà composto da processori Intel Xeon Phi, con Lenovo che sta costruendo un sistema che utilizza la prossima versione di Knights Hill (KNH) e OmniPath, con una capacità di elaborazione di picco superiore a 0, 5 Petaflop / s. Questo imita anche il programma americano CORAL e utilizza gli stessi processori che saranno all'interno del supercomputer Aurora, commissionato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per l'Argonne National Laboratory.
Infine, sarà formato un terzo cluster di processori ARMv8 a 64 bit che Fujitsu fornirà in un prototipo di macchina, progettato per utilizzare gli stessi processori che Fujitsu sta sviluppando per un nuovo sistema giapponese per soppiantare l'attuale supercomputer K. Anche questo dovrebbe offrire più di 0, 5 Petaflop / s delle massime prestazioni. Il calendario esatto per l'inizio delle operazioni sui cluster emergenti non è ancora stato reso noto, ha detto Girona.
Complessivamente, il sistema avrà un costo di $ 34 milioni, in un contratto vinto da IBM e finanziato dal governo spagnolo. Uno dei motivi principali per avere tutti e quattro i tipi di elaborazione in loco è la ricerca, ha detto Girona. Il centro, che impiega 450 persone in totale, ha 160 ricercatori focalizzati sull'informatica, inclusi architettura e strumenti. In particolare, come membro di PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europa), BSC sta cercando di concentrarsi sull'ottimizzazione delle prestazioni e sull'elaborazione parallela.
Girona ha affermato che BSC vuole influenzare lo sviluppo di nuove tecnologie e sta pianificando di utilizzare la nuova macchina per analizzare cosa accadrà in futuro, in particolare per assicurarsi che il software sia pronto per qualunque architettura la prossima macchina - probabilmente arriverà circa 3 anni - avrà. BSC ha lavorato a lungo su strumenti per architetture emergenti, ha osservato.
Un altro argomento che i ricercatori stanno prendendo in considerazione è se varrebbe la pena sviluppare un processore europeo per l'IT, probabilmente basato sull'architettura ARM.
Barcellona non avrà il supercomputer più veloce al mondo; quel record è attualmente detenuto dai cinesi, con americani e giapponesi che cercano di recuperare il ritardo. Ma MareNostrum 4 sarà il più vario e potenzialmente il più interessante.
Michael J. Miller è Chief Information Officer presso Ziff Brothers Investments, una società di investimento privata. Miller, che è stato caporedattore di PC Magazine dal 1991 al 2005, crea questo blog per PCMag.com per condividere le sue opinioni sui prodotti relativi al PC. Nessun consiglio di investimento è offerto in questo blog. Tutti i doveri sono esclusi. Miller lavora separatamente per una società di investimento privata che può in qualsiasi momento investire in società i cui prodotti sono discussi in questo blog e non sarà effettuata alcuna divulgazione di transazioni in titoli.
