Hergestellt in Europa: Ein wichtiger Schritt für den Bau von Supercomputern
In den letzten Jahren wurde viel in Hochleistungsrechnen investiert, das gewöhnlich zur Lösung von komplexen Problemen und für Forschungsaktivitäten eingesetzt wird, die mithilfe von Computermodellierung, -simulation und -analyse durchgeführt werden. Hochleistungsrechner sind bei verschiedenen Anwendungen – von der Verteidigung und Sicherheit über den Klimawandel bis hin zur personalisierten Medizin – unverzichtbar, da sie den Einsatz einer simulationsbasierten Vorhersagbarkeit mit hoher Genauigkeit ermöglichen. Beim Hochleistungsrechnen kommen Tausende Prozessoren zum Einsatz, die gleichzeitig und in Echtzeit Milliarden Daten analysieren. Damit eine außergewöhnlich energieeffiziente Rechnerleistung erzielt werden kann, sind neue Arten von Mikroprozessoren mit geringem Stromverbrauch notwendig. Das EU-finanzierte Projekt EPI SGA1 (SGA1 (Specific Grant Agreement 1) OF THE EUROPEAN PROCESSOR INITIATIVE (EPI)) hat sich diesem Thema angenommen und möchte „das erste europäische Hochleistungsrechensystem-on-Chips (SoCs) sowie Beschleuniger entwickeln, um einen Prozessor für den Exascale-Supercomputer auf der Grundlage europäischer Technologie zu schaffen“. Das geht aus einer Pressemitteilung hervor. „Dieser Exascale-Supercomputer wird eine Leistung von einem ExaFLOPS haben und damit rund eine Million Mal schneller als herkömmliche Desktopcomputer sein. Damit könnten erhebliche Fortschritte im Bereich KI und wissenschaftliche Forschung erzielt werden.“ FLOPS, ein Maß für die Leistungsfähigkeit von Computern, bezieht sich auf die Anzahl der Gleitkommazahl-Operationen (Floating Point Operations Per Second – FLOPS), die von ihnen pro Sekunde ausgeführt werden können. Ein System, das ein ExaFLOPS schafft, würde 1 Milliarde Operationen pro Sekunde ausführen. Dieses Niveau soll bis 2021 von weltweit führenden Unternehmen erreicht werden. Die Exascale-Technologie wird viel genauere, detailliertere und umfangreichere Modellierungen und Simulationen als die heutigen Systeme sowie neue Problemlösungsansätze wie maschinelles Lernen und umfassende Datenanalysen ermöglichen.
Erste Schritte
Das 2018 gestartete Projekt EPI SGA1 ist die erste Phase der Rahmenvereinbarung über die Zusammenarbeit in der European Processor Initiative. EPI ist Teil einer umfassenderen Strategie, die die EU über das Gemeinsame Unternehmen EuroHPC, eine öffentlich-private Partnerschaft, umsetzt. Laut einer Pressemitteilung auf der Projektwebsite wird „EPI über mehrere wesentliche Betriebskanäle das erste europäische Hochleistungsrechensystem für den Hochleistungsrechen- und Automobilmarkt entwickeln“. Dazu zählen ein Prozessor für allgemeine Zwecke, ein Beschleuniger und eine Automobilplattform. Dazu heißt es in der Mitteilung weiter: „Mithilfe des Fachwissens der Partner im Konsortium möchte EPI einen Mikroprozessor mit geringem Stromverbrauch auf den Markt bringen. Dadurch soll die Kernkompetenz im Bereich Hochleistungs-Chip- und Systemdesigns in Europa bleiben, was für viele Anwendungsbereiche eine wichtige Voraussetzung ist.“ Die Projektpartner sind der Meinung, dass sich die Anwendungsbereiche der EPI neben Hochleistungsrechnen auch auf die autonome Fahrzeugindustrie, Rechenzentren und den Servermarkt erstrecken werden. Prof. Mateo Valero Cortes, Leiter des Barcelona Supercomputing Center, dem Projektpartner, erklärt in derselben Pressemitteilung: „Die Beschleunigung ist für eine kontinuierliche Leistungssteigerung entscheidend, wobei der Stromverbrauch für die Datenverarbeitung gleichzeitig gesenkt wird. Bei EPI wird der erste Beschleuniger mit RISC-V-Technologie beginnen, um zwei einzigartige Vektor- und KI-Beschleuniger für Hochleistungsrechner und KI bereitzustellen, da die Supercomputer der Zukunft größtenteils heterogen sein werden. Der zweite Beschleuniger, der auf der IP von Kalray basiert, wird richtungsweisend für die deterministische Fahrzeugberechnung sein. Beide bieten eine europäische Lösung für globale konvergierte Rechenanforderungen (Hochleistungsrechnen und KI).“ Weitere Informationen: EPI SGA1-Projektwebsite
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