Wytyczanie drogi do wielkoskalowych obliczeń
Obliczenia wielkiej skali (HPC), stosowane zwykle do rozwiązywania zaawansowanych problemów na drodze modelowania, symulacji i analizy, coraz częściej znajdują zastosowanie w badaniach naukowych i inżynierskich. Rośnie zapotrzebowanie nie tylko na symulacje wymagające dużej mocy obliczeniowej, ale także na aplikacje takie jak analityka dużych zbiorów danych czy zaawansowane wizualizacje. Istniejące architektury superkomputerów mogą jednak nie być wystarczająco mocne, aby wykonywać te zadania w sposób wydajny. Z rozwiązaniem przychodzi zespół finansowanego ze środków UE projektu DEEP-EST, który opracowuje energooszczędną architekturę systemową dopasowaną do obciążenia związanego z obliczeniami wielkiej skali i analityką. W tym celu partnerzy projektu budują w pełni funkcjonalny prototyp systemu, modułową architekturę superkomputerów, składającą się z trzech modułów: modułu klastrowego, modułu analityki danych i modułu wzmacniającego do skali nadzwyczajnej. „Celem projektu DEEP-EST jest stworzenie modułowego superkomputera, który spełnia wymagania zróżnicowanych i coraz bardziej złożonych aplikacji”, czytamy na stronie projektu. W komunikacie prasowym firma MEGWARE, partner projektu, ogłosiła, że „ostatni z trzech modułów został już dostarczony i zainstalowany, zwieńczając tym samym prace nad prototypem systemu DEEP-EST. Ta oparta na modułowej architekturze superkomputerów (MSA) opracowanej przez centrum superkomputerowe w Jülich technologia składa się z modułu klastrowego o ogólnym zastosowaniu, modułu analityki danych i modułu wzmacniającego do skali nadzwyczajnej, które połączone są za pośrednictwem federacji sieci”. W tym samym komunikacie prasowym podkreślono, że prototyp „wykorzystuje najnowocześniejsze, wysokowydajne technologie obliczeniowe (procesor), przyspieszenie (GPGPU, FPGA), pamięć (ulotną i trwałą), napęd SSD, układ wejścia–wyjścia i fabryki sieciowe, aby wspierać nowoczesne HPC, analitykę danych i sztuczną inteligencję”. Zastosowano w nim także „innowacyjną technologię chłodzenia wodnego ColdCon® opracowaną przez MEGWARE zwiększającą efektywność energetyczną i nadającą rozwiązaniu zrównoważony charakter, co wpisuje się w strategię Europejskiego Zielonego Ładu”.
Wczesny dostęp
Trwający projekt DEEP-EST (DEEP - Extreme Scale Technologies) opiera się na technologiach i koncepcjach opracowanych w ramach jego poprzedników: DEEP (Dynamical Exascale Entry Platform) i DEEP-ER (DEEP Extended Reach). Eksaskala umożliwia systemom komputerowym i aplikacjom wykonywanie przynajmniej eksaFLOPS (trylion) operacji na sekundę. FLOPS, jednostka mocy obliczeniowej komputerów, określa liczbę operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę, które może wykonać komputer. Na stronie projektu czytamy, że opracowana modułowa architektura superkomputerów „stanowi wzorzec dla heterogenicznych systemów spełniających wymagania HPC, analityki dużych zbiorów danych i uczenia maszynowego gwarantujący najwyższą wydajność i skalowalność”. MSA łączy zróżnicowane moduły obliczeniowe z różnymi właściwościami związanymi z wydajnością w ramach pojedynczego systemu za pomocą ultraszybkiej sieci. Moduły obsługiwane są przez „jedno oprogramowanie systemowe i środowisko programistyczne. Umożliwia to obsługę pojedynczej aplikacji przez kilka modułów, które uruchamiają każdą część kodu na najbardziej odpowiednim do tego sprzęcie”, wyjaśniono na stronie projektu. Realizacja projektu DEEP-EST potrwa do marca 2021 roku. Prototyp systemu zostanie udostępniony środowisku akademickiemu i przemysłowemu za pomocą programu wczesnego dostępu, także tym zespołom, które prowadzą badania związane z COVID-19. Więcej informacji na temat programu wcześniejszego dostępu i procesu wdrażania można uzyskać, wchodząc na stronę projektu. Więcej informacji: strona projektu DEEP-EST
Słowa kluczowe
DEEP-EST, obliczenia eksaskalowe, obliczenia wielkiej skali, obliczenia superkomputerowe, superkomputer
