ברצלונה מתכננת את מחשב העל המגוון ביותר בעולם

בימינו, קיימות מספר גישות שונות למחשוב בעל ביצועים גבוהים, מערכות המכונות בדרך כלל מחשבי-על. רוב המערכות הללו משתמשות במספר עצום של מעבדי Xeon, אך אנו מתחילים לראות שהמכונות החדשות והמעניינות ביותר מריצות מאיצים, כמו טסלה של Nvidia או Intel Xeon Phi. יש אפילו דיבורים שמערכות מבוססות ARM עשויות להיות יעילות בעתיד. אבל מה אם הייתם יכולים לנסות את כל הארכיטקטורות הללו במקום אחד?

זה האתגר וההבטחה של מחשב ה- MareNostrum 4 החדש, שמוכן להתקנה במרכז מחשבי העל של ברצלונה. העיצוב החדש כולל מערכת ראשית לשימוש כללי, המבוססת על Xeons מסורתיים, וכן שלושה אשכולות טכנולוגיים חדשים המתעוררים, המבוססים על IBM Power ו- Nvidia, Xeon Phi, ומחשוב מבוסס ARM. בזמן שהייתי בברצלונה לקונגרס העולמי הנייד, היה לי סיכוי לדבר עם סרג'י ג'ירונה, מנהל התפעול של BSC, שהסביר את הנימוקים שמאחורי ארבעת האשכולות השונים.

ג'ירונה אמרה כי המשימה העיקרית של המרכז היא לספק שירותי מחשוב-על לחוקרים ספרדים ואירופים אחרים, בנוסף לתעשייה. כחלק ממשימה זו המרכז רוצה שיהיו לפחות שלושה "אשכולות טק מתעוררים", כך שהוא יכול לבדוק אלטרנטיבות שונות.

עבור אשכול המחשוב הכללי, ג'ירונה טוענת שהמרכז בחר בעיצוב Xeon מסורתי מכיוון שהיה קל יותר להעביר יישומים הפועלים על MareNostrum 3 הנוכחי, המיועד להתנתקות בשבוע הבא. העיצוב היה צריך להתאים גם לחלל הקיים, בתוך קפלה. (ביקרתי במרכז בשנה שעברה ובמחשב העל הנוכחי לפני שנה.)

העיצוב החדש, שייבנה על ידי לנובו, יתבסס על ה- Xeon v5 החדש (Skylake), עם 3, 456 צמתים, כל אחד עם שני שקעים, וכל שבב יכיל 24 ליבות כל אחד, לביצועי שיא תיאורטיים כולליים של 11.14 פטפלופים לכל שנייה. ברוב הליבות יהיה זיכרון של 2 ג'יגה-בייט, אך 6 אחוזים יהיו בעלי 8 ג'יגה-בייט, בסך כולל של 331.7TB של זיכרון RAM. לכל צומת יש SSD של 240 ג'יגה-בייט, אם כי בסופו של דבר לחלקם יש זיכרון XPoint 3D, כאשר הדבר זמין. יש לחבר את הצמתים באמצעות חיבור ה- Omni-Path של אינטל ו- Ethernet 10GB. למערכת יהיו גם שישה מדפי אחסון של יבמ, עם 15 פטה-בייט אחסון, כולל תערובת של כונני פלאש וכוננים קשיחים. בסך הכל, העיצוב ייקח 62 מתלים - 48 למחשוב, 6 לאחסון, 6 לרשתות ו -2 לניהול. הוא יתמלא 120 מ"ר (מה שהופך לסביבה צפופה מאוד) וימשוך כוח של 1.3 מגה וואט, למעלה מ -1 מגה וואט שצויר על ידי העיצוב הקודם. המבצע צפוי להתחיל ב -1 ביולי.

דבר אחד שמצאתי כאן מעניין הוא עד כמה ברור המעבר לדור החדש מדגים את התקדמות הטכנולוגיה. הדור הקודם הביא לביצועים שיא של כפטפלופ אחד, ומערכת זו צריכה להיות מהירה יותר מפי 10, תוך שימוש בכוח של 30 אחוז בלבד. לשם השוואה, מחשב העל המקורי של MareNostrum, שהותקן ב -2004, ביצע שיא של 42 טרה-פלופ והשתמש ב -640 קילוואט כוח. (הפרטים של שיפורי ביצועים בארבעה דורות של MareNostrum מופיעים בתרשים למעלה). ג'ירונה אומרת שמשמעות הדבר היא כי מה שהיה לוקח שנה לרוץ ב- MareNostrum 1 ניתן לעשות ביום אחד במערכת החדשה. די מרשים.

עבור טכנולוגיה מתפתחת, באתר יהיו שלושה אשכולות חדשים. אחד מהם יכלול מעבדי IBM Power 9 ומעבדי Nvidia GPU, המיועדים להיות בעלי יכולת עיבוד שיא של מעל 1.5 Petaflop / s. אשכול זה יבנה על ידי יבמ וכולל את אותו סוג של עיצוב שנפרס במחשבי העל והסיירה, שמשרד האנרגיה האמריקני הזמין עבור המעבדות הלאומיות של Oak Ridge ו- Lawrence Livermore במסגרת שיתוף הפעולה CORAL שלה באוק רידג '. מעבדות לאומיות, ארגון ולורנס ליברמור.

האשכול השני מורכב ממעבדי אינטל Xeon Phi, כאשר לנובו תבנה מערכת המשתמשת בגרסת Knights Hill (KNH) הקרובה וב- OmniPath, עם יכולת עיבוד שיא מעל 0.5 Petaflop / s. זה גם מחקה את תוכנית CORAL האמריקאית, ומשתמש באותם מעבדים שיהיו בתוך מחשב העל אורורה, שהוזמן על ידי משרד האנרגיה האמריקני למעבדה הארצית בארגונה.

לבסוף, ייווצר אשכול שלישי של מעבדי ARMv8 עם 64 סיביות שפוג'יטסו תספק במכונת אב-טיפוס, המיועדת להשתמש באותם מעבדים שפוג'יטסו מפתחת עבור מערכת יפנית חדשה שתחליף את מחשב העל הנוכחי של K. גם זה אמור להציע יותר מ 0.5 ביצועים לשיא של Petaflop / s. עדיין לא נמסר העיתוי המדויק לתחילת הפעילות באשכולות המתהווים, כך אמר גירונה.

בסך הכל, המערכת תעלה 34 מיליון דולר, בחוזה אותו זכתה יבמ במימון ממשלת ספרד. לדברי ג'ירונה, הסיבה העיקרית לכך שיש לכל ארבעת סוגי המחשוב באתר היא מחקר. במרכז, המעסיק 450 עובדים בסך הכל, 160 חוקרים המתמקדים במדעי המחשב, כולל אדריכלות וכלים. בפרט, כחבר ב- PRACE (שותפות למחשוב מתקדם באירופה), BSC מנסה להתמקד במיטוב מוביל של ביצועים ומחשוב מקביל.

ז'ירונה אמרה כי BSC רוצה להשפיע על פיתוח טכנולוגיות חדשות, והיא מתכננת להשתמש במכונה החדשה כדי לנתח מה יקרה בעתיד, במיוחד כדי לוודא שתוכנה מוכנה לכל ארכיטקטורה שתתקיים במכונה הבאה - ככל הנראה שתגיע אליה בערך 3 שנים - יהיה. BSC עבד זה מכבר על כלים לאדריכלות מתהוות, ציין.

נושא אחר שחוקרים בוחנים הוא האם כדאי לפתח מעבד אירופי המיועד ל- IT, ככל הנראה מבוסס על ארכיטקטורת ARM.

לברצלונה לא יהיה מחשב העל המהיר ביותר בעולם; השיא הזה מוחזק כרגע על ידי הסינים, כאשר האמריקנים והיפנים מנסים להדביק. אבל MareNostrum 4 יהיה המגוון ביותר, ואולי גם המעניין ביותר.

מייקל ג'יי מילר הוא מנהל המידע הראשי בחברת זיף ברדרס השקעות, חברת השקעות פרטית. מילר, שהיה העורך הראשי של מגזין PC משנת 1991 עד 2005, כותב את הבלוג הזה ל- PCMag.com כדי לחלוק את מחשבותיו על מוצרים הקשורים למחשבים אישיים. אין ייעוץ בנושא השקעות בבלוג זה. כל החובות נשללות. מילר עובד בנפרד עבור חברת השקעות פרטית אשר עשויה בכל עת להשקיע בחברות שמוצריהן נדונים בבלוג זה, ולא תיחשף גילוי על עסקאות ניירות ערך.