Sciencemag.cz
Doporučujeme
Žebříček energeticky nejúspornějších superpočítačů na světě Green500 má nového šampiona. Stal se jím první modul superpočítače JUPITER Exascale Development Instrument – zkráceně JEDI. Základem tohoto modulu je architektura BullSequana XH3000 od společnosti Eviden, využívající superčipy NVIDIA Grace Hopper. Systém instalovaný v dubnu v německém Jülichu je schopen provést 72 miliard operací s plovoucí desetinnou čárkou za sekundu na watt.
Rychlé tempo digitalizace a rostoucí využívání umělé inteligence vyžaduje stále větší množství výpočetního výkonu a následně i energie. Datová centra se nyní podílejí na 4 % německé spotřeby elektrické energie. Toto číslo do budoucna poroste, proto se úsporná výpočetní technika stává v posledních letech stále důležitějším tématem.
Skutečným průkopníkem v této oblasti je superpočítač JUPITER pořízený v rámci evropské superpočítačové iniciativy EuroHPC. Svými parametry dosáhnul na první místo žebříčku energeticky nejúspornějších superpočítačů na světě – Green500. Jeho první modul s názvem JUPITER Exascale Development Instrument (JEDI), zvládá provést 72 miliard operací s plovoucí desetinnou čárkou za sekundu na watt. Předchozí lídr tabulky dosahoval hodnoty přibližně 65 miliard operací.
„Umístění prvního modulu exascale superpočítače Jupiter JEDI na seznamu GREEN500 je pro nás významný milník. Dosažení výjimečného výpočetního výkonu při současném snížení spotřeby energie je pozoruhodný úspěch. Zásadní roli v něm hraje průkopnická technologie chlazení teplou vodou, Direct Liquid Cooling, která je integrována do systému BullSequana XH3000. Nejenže významně zvyšuje energetickou účinnost, ale také šetrně využívá odpadní teplo,“ říká Jaroslav Vojtěch, vedoucí oddělení HPC & Big Data společnosti Eviden v České republice.
Při měřeních pro žebříček energeticky nejúspornějších superpočítačů Green500 dosáhl systém JEDI výpočetního výkonu 4,5 kvadrilionu operací s plovoucí desetinnou čárkou za sekundu, tedy 4,5 petaflops, při průměrné spotřebě energie 66 kilowattů. Při optimalizovaném provozu se spotřeba energie snížila na 52 kW.
Systém JEDI je jedním z prvních na světě, který využívá nejnovější generaci superčipů NVIDIA GH200 Grace Hopper. Ty kombinují grafický procesor NVIDIA Hopper a procesor NVIDIA Grace v jediném modulu. JEDI se skládá z jednoho racku nejnovější řady BullSequana XH3000, obsahujícího 24 výpočetních uzlů. Ty jsou vzájemně propojeny čtyřmi přepínači NVIDIA Quantum-2 InfiniBand. V průběhu května budou doplněny o dalších 24 výpočetních uzlů.
O chlazení se stará vysoce účinný systém chlazení horkou vodou. Tzv. Direct Liquid Cooling od Evidenu. Vyžaduje výrazně méně energie než konvenční chlazení vzduchem a umožňuje opětovné využití vzniklého tepla.
Exascale superpočítač JUPITER
Nástupcem systému JEDI bude booster modul JUPITER. Vědci k němu mají přístup v rámci programu JUPITER Research and Early Access Program (JUREAP), aby mohli optimalizovat své kódy. Při tom jim pomáhají odborníci z Výzkumného centra v německém Jülichu.
JUPITER má být prvním superpočítačem v Evropě, který překoná hranici jednoho exaflopu, což odpovídá jednomu trilionu operací s plovoucí desetinnou čárkou za sekundu. Finální systém bude instalován postupně ve druhé polovině letošního roku. Zpočátku bude k dispozici vědeckým uživatelům v rámci early access programu a od roku 2025 pak bude uveden do běžného uživatelského provozu.
Obrovský výpočetní výkon systému JUPITER pomůže posunout hranice vědeckých simulací a trénovat rozsáhlé modely umělé inteligence. Modulární exascale systém využívá dynamickou modulární systémovou architekturu (dMSA) vyvinutou společností ParTec a Superpočítačovým centrem v Jülichu. Booster modul JUPITER bude mít přibližně 125 racků BullSequana XH3000 a zhruba 24 000 superčipů NVIDIA GH200, propojených sítí NVIDIA Quantum-2 InfiniBand. Pro osmibitové výpočty, které jsou běžné pro trénování modelů AI, se má výpočetní výkon zvýšit nad hranici 70 exaflopů. Tím by se JUPITER stal nejrychlejším počítačem pro umělou inteligenci na světě.
Odhaduje se, že spotřeba JUPITERu dosáhne průměru asi 11 megawattů elektřiny. K ještě větším úsporám přispěje řada dalších opatření. Modulární datové centrum pro JUPITER je navrženo tak, aby odebíralo teplo vznikající při chlazení, a následně jej využívalo k vytápění budov v areálu Výzkumného centra Jülich.
Všechny hardwarové a softwarové součásti systému JUPITER budou instalovány a spravovány pomocí jedinečného systému JUPITER Management Stack. Jedná se o kombinaci zařízení ParaStation Modulo (ParTec), SMC xScale (Eviden) a softwarových komponent od společnosti JSC.
Neměl by se výkon grafické karty nebo neuronové sítě měřit spíš v MIPS (viz https://cs.wikipedia.org/wiki/MIPS) než ve FLOPS? Tvrzení „Pro osmibitové výpočty … se má výpočetní výkon zvýšit nad hranici 70 exaflopů“ mi nějak nedává smysl. (Jaká by byla přesnost a rozsah reálného čísla reprezentovaného 8 bity?)