Europa bekommt einen Exascale-Supercomputer

Grenzedas erste der Welt Der Exascale-Supercomputer – oder zumindest der erste angekündigte Computer – kommtLinie in Kürze für allgemeine wissenschaftliche Zwecke im Oak Ridge National Laboratory in Tennessee. eine andere solche Maschine, Aurora, die offenbar jeden Tag im Argonne National Laboratory in Illinois auf dem Weg zur Fertigstellung ist. Jetzt nimmt Europa Fahrt auf. Durch eine europäische Anstrengung in Höhe von 500 Millionen Euro wird irgendwann im Jahr 2023 ein Exascale-Supercomputer namens JUPITER (Leader Joint Undertaking for Innovative and Transformational Exascale Research) installiert Forschungszentrum Jülichin Deutschland.

Thomas LiebertJülich, Direktor des Jülich Centre for Supercomputing, vergleicht die Hinzufügung von JUPITER und Europas Supercomputing-Infrastruktur im weiteren Sinne mit dem Bau eines atemberaubenden neuen Teleskops. „Wir werden das Problem der Welt besser lösen“, sagt er. Von der Europäischen Union unterstützter Bereich für Hochleistungsrechnen, Joe gibt dir ein GeschenkDas Abonnement kostet die Hälfte einer neuen Exascale-Maschine. Der Rest stammt aus deutschen Bundes- und Landesquellen.

Exascale-Supercomputer können per Definition einen Exaflop überholen – mehr als eine Trillion Gleitkommaoperationen pro Sekunde. Dafür braucht es riesige Maschinen. Jupiter wird in einem höhlenartigen Neubau residieren, der mehrere wassergekühlte Container in der Größe eines Schiffscontainers beherbergen wird. Jedes dieser Gehäuse enthält eine Reihe von Racks in Schrankgröße, und jedes Rack unterstützt viele einzelne Verarbeitungsknoten.

Wie viele Knoten wird es geben? Die JUPITER-Zahlen stehen noch nicht fest, aber Sie können sich ein Bild von JUWELS (kurz für Jülich Wizard for European Leadership Science) machen, einem kürzlich aktualisierten System, das auf Platz 12 der Top500-Liste der leistungsstärksten Supercomputer der Welt steht. JUPITER wird in der Nähe sitzen, aber in einem separaten Gebäude von JUWELS, das Es beherbergt mehr als 3.500 Rechenknoten alles gesagt.

Da zum Zeitpunkt dieser Pressemitteilung noch Verträge ausgeschrieben wurden, halten die Wissenschaftler des Zentrums sie noch Fluchen Auf den Chip-Spezifikationen des neuen Geräts. Die Gesamtstruktur steht jedoch fest, und Außenstehende können sich anhand der anderen leistungsstarken Maschinen in Jülich und anderswo in Europa einige Hinweise darauf verschaffen, was sie erwartet.

JUPITER wird auf GPU-basierten Beschleunigern zusammen mit der Global Block Unit basieren, die die CPUs enthalten wird. Die geplante Architektur umfasst auch Festplatten- und Flash-Speicher mit hoher Kapazität sowie dedizierte Backup-Einheiten und Bandsysteme für die Archivdatenspeicherung.

Zum Einsatz kommt der Supercomputer JUWELS Atos Paul Secana X Geräte mit AMD EPYC-Prozessoren Und die Mellanox HDR InfiniBand anfügen. Der neueste Supercomputer powered by EuroHPC mit Sitz in Finnland soll online gehen Lomi (Large Unified Modern Infrastructure) verwendet HPE Cray-Hardware, AMD EPYC-Prozessoren und HPE Schleuder anfügen. LUMI ist derzeit auf Platz drei der Welt. Wenn Jupiter nachziehen würde, könnte es in vielerlei Hinsicht ähnlich sein wie Frontier Exascale-Hit im Mai 2022, ebenfalls mit Cray-Hardware mit AMD-Prozessoren.

Nutzt Europas neue PS-Superlative

„Die Computerindustrie betrachtet diese Zahlen, um den Fortschritt zu messen, wie ein sehr ehrgeiziges Ziel: zum Mond zu fliegen“, sagt er Christian GlücklInformatiker in Universität Paderborn, in Deutschland. „Die Hardwareseite ist nur ein Aspekt. Der andere ist, wie nutzt man diese Maschinen sinnvoll?“

Plessl arbeitete mit Alchemist zusammen Thomas Kühn Durchführung von Simulationen auf atomarer Ebene sowohl für HIV als auch für das Spike-Protein von SARS-CoV2, dem Virus, das COVID-19 verursacht. Im vergangenen Mai führte das Duo Berechnungen im Exaflop-Maßstab zur Simulation von SARS durch – einschließlich Millionen von Atomen, die auf einer Femtosekunden-Zeitskala schwingen – mit einem Quantenchemieprogramm, das auf dem Perlmutter-Supercomputer lief. Sie haben den Exaflop umgangen, weil diese Berechnungen mit einer geringeren Genauigkeit von 16 und 32 Bit durchgeführt wurden, im Gegensatz zu der 64-Bit-Genauigkeit, die der aktuelle Standard zum Zählen von Flips ist.

„Die Computerindustrie betrachtet diese Zahlen, um den Fortschritt zu messen, wie ein sehr ehrgeiziges Ziel: zum Mond zu fliegen.“

Kuhn ist begeistert von Jupiter und seinem Potenzial für Berechnungen mit höherem Durchsatz, die Art von Berechnungen, die zeigen könnten, wie Sonnenlicht verwendet werden kann, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff für saubere Energieanwendungen zu spalten. José M. Cela Am Supercomputing Center in Barcelona sagt er, dass die Exascale-Fähigkeiten für einige Simulationen der Verbrennung, der Fluiddynamik in sehr großen Maßstäben und für Planetensimulationen, die ganze Klimazonen umfassen, unerlässlich sind.

Liebert stellt sich eine Art vereinheitlichtes Supercomputing vor, bei dem mehrere europäische Supercomputerzentren ihre riesigen Maschinen gemeinsam nutzen und Berechnungen über ein Serverzentrum an die entsprechenden Supercomputer verteilen würden. Laut Sela sind die Kommunikationsgeschwindigkeiten zwischen den Zentren noch nicht schnell genug, um dies bei einigen Problemen zu bewältigen – zum Beispiel muss die Verbrennung von Gasturbinen in einer einzigen Maschine simuliert werden. Dieser Ansatz könnte jedoch für einige Probleme in den Biowissenschaften nützlich sein, beispielsweise für genetische und proteomische Analysen. Auch europäische Unternehmen werden von dieser aufkeimenden Supercomputing-Infrastruktur profitieren, sagt Daniel Opalka von EuroHPC JU.

Auch wenn Supercomputer schneller und größer werden, müssen sie härter arbeiten, um energieeffizienter zu sein. Dies ist besonders wichtig in Europa, das eine möglicherweise anhaltende und kostspielige Energiekrise erlebt.

Jupiter wird im Betrieb 15 Megawatt Leistung verbrauchen. Es soll mit sauberer Energie betrieben werden. Mit Zugang zu Windkraftanlagen Größer und besserVielleicht könnte Jupiters Energiebedarf mit nur wenigen riesigen Turbinen gedeckt werden. Und da Kühlwasser zwischen den leistungsstarken Computerboxen zirkuliert, könnte das entstehende heiße Wasser zum Heizen von nahe gelegenen Häusern und Geschäften verwendet werden, wie es jetzt der Fall ist. Fertig mit LUMI in Finnland. Dies ist eine andere Art und Weise, wie diese Rechenleistung gemäß den Energierealitäten der Europäischen Union zugewiesen wird.