Entwicklung hochleistungsfähiger Computer auf Basis von Mobiltechnologie
In wenigen Jahren werden Supercomputer voraussichtlich Exaflops (10 hoch 18 Gleitkommaoperationen pro Sekunde, Floating Point Operations Per Second) an Leistung erreichen - aber sie werden vor begrenzten Strombudgets (weniger als 20 MW) und vor zunehmend komplexer Hard- und Software stehen. Die Skalierung der gegenwärtigen Technologien wird nicht ausreichen, um dieses Ziel zu erreichen. An dieser Stelle tritt das EU-Projekt MONT-BLANC auf den Plan, an dem 22 Industrie- und Forschungspartner in sieben europäischen Ländern beteiligt sind. Das Projekt erhält insgesamt 24 Mio. EUR in drei Finanzierungsrunden. Seit 2011 MONT-BLANC 1 gestartet wurde, haben seine Forscher Computerarchitekturen untersucht, bei denen die Art von Systems-on-Chips (SoCs) zum Einsatz kommen, die in Mobiltelefonen und Tablets eingebettet sind. Mit dem Ziel, neue HPC-Standards für die kommende Exascale-Ära aufzustellen, hat man sich bei MONT-BLANC darauf konzentriert, einen Teil dieser Technologie auf Supercomputer zu übertragen, so dass diese mehr Informationen, mit der gleichen Leistung, im selben Raum und für weniger Geld verarbeiten können. Der Markt für mobile Geräte wird weitgehend von SoC-Prozessoren der britischen Firma ARM, Partner des MONT-BLANC-Projekts, dominiert. Aber solche stromsparende, kommerziell verfügbare Technologie wurde bisher noch nicht in HPC-Systemen verwendet, erst das MONT-BLANC-Projekt verfolgt diesen Ansatz. „Eine der wichtigsten Errungenschaften von MONT-BLANC ist der Einsatz eines großen ARM-basierten Prototyps, der auf mehr als 1.000 Mobil-SoCs basiert“, erklärt Filippo Mantovani, leitender Forscher am Barcelona Supercomputing Center, welches die Stufen 1 und 2 des MONT-BLANC-Projekts koordinierte. „Das ist eine einzigartige Plattform, auf der Anwendungen im Maßstab getestet und studiert und vollständig funktionale Systemsoftwarestacks für ARM-basierte Supercomputer entwickelt werden können“, sagte er. MONT-BLANC 2, das bis September 2016 läuft, hat den Stack und seine Exascale-Architektur weiterentwickelt, während die Entwicklung der ARM-basierten Systeme weiterverfolgt wird und Endanwender, die Anwendungen auf dem Prototyp ausführen, unterstützt werden. Eine MONT-BLANC-Endnutzergruppe wurde geschaffen, bestehend aus Vertretern verschiedener Branchen (Fahrzeugsektor, Energiebereich, Öl und Gas, Luft- und Raumfahrt, Arzneimittel und Finanzen), die die verschiedenen, durch das Projekt geschaffenen neuartigen Architekturen prüfen und den Forschern Feedback liefern. “Bis zum Ende des Sommers 2016 wollen wir endgültige Ergebnisse von den Endnutzern sammeln. Bisher haben wir festgestellt, dass alle ihren Code mit minimalem Aufwand auf unsere Plattformen portiert haben und das ist sehr vielversprechend”, sagte Dr. Mantovani. Nun ist MONT-BLANC 3 unterwegs, das von Bull in Frankreich geleitet und durch das Horizont 2020-Programm der EU finanziert wird. Es zielt darauf ab, bis 2019 eine neue hochwertige HPC-Plattform zu entwerfen, die ein noch besseres Leistungs-Energie-Verhältnis liefern wird, wenn reale Anwendungen ausgeführt werden. Das Projekt entwickelt auch das Software-Ökosystem, das dafür sorgt, dass der Markt die ARM-Architektur akzeptieren wird. „Leistungsaufnahme ist eine wichtige Hürde im Rennen um Exascale“, kommentierte Etienne Walter, MONT-BLANC 3-Koordinator. „Der durch das Projekt erkundete Weg ist bislang sehr vielversprechend. Wir sind zuversichtlich, dass mobile Technologien, zusammen mit den Softwarelösungen, die im Rahmen des MONT-BLANC-Projekts geschaffen werden, für wissenschaftliches Rechnen genutzt werden können, und dass sie im Zentrum der ersten Exascale-Supercomputer stehen werden.“ Mehr Informationen über Mont Blanc finden Sie auch auf Twitter.
Schlüsselbegriffe
MONT-BLANC, Energieeffizienz, Exascale, SoCs, Supercomputer, Stromverbrauch, ARM
