Laboratório Nacional de Oak Ridge lança o supercomputador mais rápido do mundo

Nó do supercomputador Summit. Foto: Laboratório Nacional de Oak Ridge (EUA)

Muito provavelmente, os Estados Unidos recuperarão a liderança no ranking dos supercomputadores TOP500 . Em 8 de junho de 2018, foi anunciado o lançamento do supercomputador Summit “mais poderoso do mundo” , com capacidade para 200 petaflops. E se a China não apresentar nenhuma surpresa, em junho, o TOP500 mudará de líder . Os mais de 200 petaflops reivindicados serão mais que suficientes para superar o atual campeão Sunway TaihuLight (93 PFLOPS) no teste Linpack.


O supercomputador Summit pesa 340 toneladas e ocupa uma sala de 860 m². 15 toneladas de água por minuto são bombeadas para resfriamento. Foto: Laboratório Nacional de Oak Ridge

O supercomputador Summit consiste em 4.608 nós, cada um com dois processadores IBM Power9 de 22 núcleos e seis GPUs Nvidia Tesla V100. Os nós são conectados por uma rede Mellanox EDR InfiniBand de trilho duplo com uma taxa de transferência de 200 Gb / s por servidor. Para a IBM, esta é uma apresentação dos servidores Power9-GPU AC922, que podem ser oferecidos a outros clientes.

Com todos os nós totalmente equipados, apenas as GPUs fornecerão o desempenho máximo de 215 petaflops de precisão dupla. Além disso, cada V100 produz outros 125 teraflops com precisão mista - este é o principal tipo de operação do núcleo tensor V100. Assim, em aplicações de aprendizado profundo, o desempenho máximo pode ser em torno de 125 × 27648 = 3,46 exaflops . Se real, então na região de 3,3 exaflops, dizem os especialistas.

Estes não são apenas cálculos teóricos. De acordo com o diretor do Laboratório Nacional de Oak Ridge, Thomas Zacharia, mesmo antes da conclusão do sistema, os pesquisadores lançaram cálculos nos núcleos tensores da GPU comparando genomas e registraram o desempenho de 1,88 exaflops. O aplicativo processou os genomas em busca de amostras que correspondam a determinadas condições. Este é o primeiro caso na história da tecnologia de computadores quando a barreira de fato de 1 exaflops, ou seja, 10 ¹⁸ operações de ponto flutuante por segundo, foi superada. Há tanto barulho na sala de servidores desse monstro que é impossível trabalhar lá sem fones de ouvido ( vídeo ).


Cúpula do Nó. Cerca de 300 quilômetros de cabo de fibra óptica foram instalados na sala de um supercomputador. Foto: Laboratório Nacional de Oak Ridge (EUA)

É claro que, além do treinamento aprofundado, a Summit apóia os cálculos em um conjunto padrão de aplicativos nos quais o Departamento de Energia dos EUA está interessado, incluindo cálculos relacionados à energia termonuclear, energia alternativa, ciência de materiais, modelagem climática, química computacional e cosmologia. Ao mesmo tempo, o Summit continua sendo um sistema aberto, para que os clientes executem todos os tipos de cálculos que desejarem, mesmo que não estejam relacionados à energia. O Summit deve ser usado para aplicações de assistência médica em áreas como encontrar novos medicamentos. Como Thomas Zachariah disse em uma entrevista coletiva, seu centro de pesquisa deve se tornar algo como o CERN para mineração e análise de dados médicos.


Cimeira de Supercomputadores. Foto: Laboratório Nacional de Oak Ridge

Quando em 2014 foi assinado um contrato com a IBM para a construção desse supercomputador, uma GPU foi incluída em sua composição. Naquela época, o Departamento de Energia tinha idéias muito vagas sobre o que fazer com recursos de aprendizado profundo, mas a Nvidia decidiu introduzir núcleos tensores no V100 - e, como resultado, o Summit de repente se transformou em um monstro de aplicativos de IA. Portanto, pode-se supor que o sistema será carregado com muitas pesquisas avançadas de IA, além de suas principais responsabilidades. Até o momento, os projetos para o Summit são selecionados por aplicação, mas em 2019 o sistema se tornará mais amplamente disponível no âmbito do programa INCITE (Impacto computacional inovador e inovador em teoria e experiência) (INCITE).


Microprocessador multinúcleo do supercomputador chinês Sunway TaihuLight. Até 8 de junho de 2018, esse supercomputador era considerado o mais poderoso do mundo.

Após o lançamento do Summit, as autoridades provavelmente decidirão descomissionar seu antecessor, o supercomputador Titan, que na época de seu lançamento em 2012 era reconhecido como o mais poderoso do mundo e continua sendo o supercomputador mais rápido dos Estados Unidos. Mas agora faz pouco sentido apoiar o seu trabalho, porque é 8 vezes inferior em velocidade ao Summit, enquanto inferior em eficiência energética em 5 vezes.

O Titan está equipado com GPUs K20X, nas quais o desempenho em computação de precisão única para aprendizado de máquina é limitado a quatro teraflops modestos por dispositivo. Além disso, todos os programas para Titan são fáceis de portar para o Summit.