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Atualmente, existem diversas abordagens diferentes para a computação de alto desempenho, sistemas geralmente chamados de supercomputadores. A maioria desses sistemas usa um grande número de processadores Xeon, mas estamos começando a ver as novas máquinas mais interessantes rodarem aceleradores, como o Tesla da Nvidia ou o Intel Xeon Phi. Há até boatos de que sistemas massivos baseados em ARM podem ser eficazes no futuro. Mas e se você pudesse tentar todas essas arquiteturas em um único local?
Esse é o desafio e a promessa do novo computador MareNostrum 4, que está sendo preparado para instalação no Centro de Supercomputação de Barcelona. O novo design inclui um sistema principal para uso geral baseado em Xeons tradicionais, além de três novos clusters de tecnologia emergente, baseados em computação baseada em IBM Power e Nvidia, Xeon Phi e ARM. Enquanto eu estava em Barcelona para o Mobile World Congress, tive a chance de conversar com Sergi Girona, diretor de operações do BSC, que explicou o raciocínio por trás dos quatro grupos diferentes.
Girona disse que a principal missão do centro é fornecer serviços de supercomputação para pesquisadores espanhóis e outros europeus, além da indústria. Como parte dessa missão, o centro deseja ter pelo menos três "grupos tecnológicos emergentes", para testar diferentes alternativas.
Para o cluster de computação geral, Girona diz que o centro escolheu um design tradicional do Xeon porque era mais fácil migrar aplicativos executados no atual MareNostrum 3, programado para ser desconectado na próxima semana. O design também tinha que caber no espaço existente, dentro de uma capela. (Visitei o centro no ano passado e o supercomputador atual há um ano.)
O novo design, a ser construído pela Lenovo, será baseado no novo Xeon v5 (Skylake), com 3.456 nós, cada um com dois soquetes, e cada chip conterá 24 núcleos cada, para um desempenho teórico total total de 11, 14 petaflops por segundo. A maioria dos núcleos terá 2 GB de memória, mas 6% terão 8 GB, para um total de 331, 7 TB de RAM. Cada nó terá um SSD de 240 GB, embora alguns tenham memória 3D XPoint, quando disponível. Os nós devem ser conectados via interconexão Omni-Path da Intel e Ethernet de 10 GB. O sistema também terá seis racks de armazenamento da IBM, com 15 petabytes de armazenamento, incluindo uma mistura de unidades flash e disco rígido. No geral, o design ocupará 62 racks - 48 para computação, 6 para armazenamento, 6 para rede e 2 para gerenciamento. Ele ocupará 120 metros quadrados (criando um ambiente muito denso) e consumirá 1, 3 megawatts de energia, acima dos 1 megawatt consumido pelo projeto anterior. A operação está prevista para começar em 1º de julho.
Uma coisa que achei interessante aqui é como claramente a mudança para a nova geração demonstra a progressão da tecnologia. A geração anterior teve um desempenho máximo de cerca de 1 petaflop, e esse sistema deve ser 10 vezes mais rápido, enquanto consome apenas 30% mais energia. Para comparação, o supercomputador MareNostrum original, instalado em 2004, tinha um desempenho máximo de 42 teraflops e usava 640 quilowatts de potência. (Os detalhes das melhorias de desempenho em quatro gerações do MareNostrum estão no gráfico acima). Girona diz que isso significa que o que levaria um ano para ser executado no MareNostrum 1 pode ser feito em um único dia no novo sistema. Bastante impressionante.
Para tecnologias emergentes, o site terá três novos clusters. Um consistirá em processadores IBM Power 9 e GPUs Nvidia, projetados para ter uma capacidade de processamento de pico superior a 1, 5 Petaflop / s. Esse cluster será construído pela IBM e envolve o mesmo tipo de design que está sendo implantado nos supercomputadores Summit e Sierra, que o Departamento de Energia dos EUA encomendou para os Laboratórios Nacionais de Oak Ridge e Lawrence Livermore como parte de sua Colaboração CORAL em Oak Ridge, Argonne e Lawrence Livermore, laboratórios nacionais.
O segundo cluster será composto de processadores Intel Xeon Phi, com a Lenovo construindo um sistema que usa a próxima versão Knights Hill (KNH) e OmniPath, com capacidade de processamento de pico superior a 0, 5 Petaflop / s. Isso também imita o programa americano CORAL e usa os mesmos processadores que estarão dentro do supercomputador Aurora, encomendado pelo Departamento de Energia dos EUA para o Laboratório Nacional de Argonne.
Finalmente, um terceiro cluster será formado pelos processadores ARMv8 de 64 bits que a Fujitsu fornecerá em uma máquina de protótipo, projetada para usar os mesmos processadores que a Fujitsu está desenvolvendo para um novo sistema japonês para substituir o supercomputador K atual. Isso também deve oferecer mais de 0, 5 Petaflop / s de desempenho máximo. O momento exato para o início das operações nos clusters emergentes ainda não foi divulgado, disse Girona.
No geral, o sistema custará US $ 34 milhões, em um contrato ganho pela IBM e financiado pelo governo espanhol. Um dos principais motivos para ter todos os quatro tipos de computação no local é a pesquisa, disse Girona. O centro, que emprega 450 pessoas no total, tem 160 pesquisadores com foco em ciência da computação, incluindo arquitetura e ferramentas. Em particular, como membro do PRACE (Parceria para Computação Avançada na Europa), o BSC está tentando se concentrar na otimização de desempenho líder e na computação paralela.
Girona disse que o BSC quer influenciar o desenvolvimento de novas tecnologias e está planejando usar a nova máquina para analisar o que acontecerá no futuro, em particular para garantir que o software esteja pronto para qualquer arquitetura que a próxima máquina possa chegar. cerca de 3 anos - terá. O BSC trabalha há muito tempo em ferramentas para arquiteturas emergentes, observou ele.
Outro tópico que os pesquisadores estão considerando é se valeria a pena desenvolver um processador europeu para TI, provavelmente baseado na arquitetura ARM.
Barcelona não terá o supercomputador mais rápido do mundo; esse recorde é atualmente detido pelos chineses, com os americanos e os japoneses tentando recuperar o atraso. Mas o MareNostrum 4 será o mais diversificado e potencialmente o mais interessante.
Michael J. Miller é diretor de informações da Ziff Brothers Investments, uma empresa de investimentos privados. Miller, editor-chefe da PC Magazine de 1991 a 2005, escreve este blog para o PCMag.com para compartilhar seus pensamentos sobre produtos relacionados ao PC. Este blog não oferece dicas de investimento. Todos os direitos são recusados. Miller trabalha separadamente para uma empresa de investimento privado que pode a qualquer momento investir em empresas cujos produtos são discutidos neste blog, e nenhuma divulgação de transações com valores mobiliários será feita.
