برشلونة تخطط للحواسيب العملاقة الأكثر تنوعا في العالم

في هذه الأيام ، هناك عدد من الطرق المختلفة للحوسبة عالية الأداء ، والتي يشار إليها عادةً باسم الحواسيب الفائقة. تستخدم معظم هذه الأنظمة عددًا كبيرًا من معالجات Xeon ، لكننا بدأنا نرى أن الأجهزة الجديدة الأكثر إثارة تشغل معجلات ، مثل Nvidia's Tesla أو Intel Xeon Phi. حتى أن هناك بعض الحديث عن أن الأنظمة الضخمة القائمة على ARM يمكن أن تكون فعالة في المستقبل. لكن ماذا لو جربت كل هذه البنى في مكان واحد؟

هذا هو التحدي والوعد للكمبيوتر MareNostrum 4 الجديد ، الذي يتم تجهيزه للتثبيت في مركز برشلونة للحوسبة الفائقة. يتضمن التصميم الجديد نظامًا رئيسيًا للأغراض العامة استنادًا إلى Xeons التقليدية ، بالإضافة إلى ثلاث مجموعات تكنولوجية جديدة ناشئة ، قائمة على IBM Power و Nvidia و Xeon Phi والحوسبة المستندة إلى ARM. أثناء وجودي في برشلونة لحضور المؤتمر العالمي للجوال ، أتيحت لي الفرصة للتحدث مع سيرجي جيرونا ، مدير العمليات في BSC ، الذي شرح الأسباب الكامنة وراء المجموعات الأربع المختلفة.

وقال جيرونا إن المهمة الرئيسية للمركز هي توفير خدمات الحوسبة الفائقة للباحثين الإسبان وغيرهم من الأوروبيين ، بالإضافة إلى الصناعة. كجزء من هذه المهمة ، يريد المركز الحصول على ثلاث "مجموعات تقنية ناشئة على الأقل" ، حتى يتمكن من اختبار بدائل مختلفة.

بالنسبة لمجموعة الحوسبة العامة ، تقول جيرونا إن المركز اختار تصميم Xeon التقليدي لأنه كان من الأسهل ترحيل التطبيقات التي تعمل على MareNostrum 3 الحالي ، المقرر فصله الأسبوع المقبل. وكان التصميم أيضا لتناسب المساحة الموجودة ، داخل كنيسة صغيرة. (زرت المركز العام الماضي والحاسوب الحالي قبل عام).

سيعتمد التصميم الجديد ، الذي ستقوم لينوفو بتصميمه ، على Xeon v5 (Skylake) الجديد ، مع 3،456 عقدًا ، ولكل منها مقبسان ، وستحتوي كل رقاقة على 24 قلبًا لكل منهما ، للحصول على أعلى أداء نظري يبلغ 11.14 بيتلافلوب لكل ثانيا. سيكون لمعظم النوى 2 غيغابايت من الذاكرة ، ولكن 6 في المائة سيكون لها 8 غيغابايت ، ليصبح المجموع 331.7 تيرابايت من ذاكرة الوصول العشوائي. سيكون لكل عقدة SSD بسعة 240 جيجا بايت ، على الرغم من أن بعضها سيكون لديه ذاكرة XPoint ثلاثية الأبعاد ، عندما يكون ذلك متاحًا. يجب توصيل العقد عبر ربط Intel Omni-Path و 10 GB Ethernet. سيكون للنظام أيضًا ستة رفوف تخزين من IBM ، مع 15 بيتابايت من المساحة التخزينية ، بما في ذلك مزيج من محركات أقراص فلاش والقرص الصلب. بشكل عام ، سوف يستغرق التصميم 62 رفًا - 48 للحوسبة ، 6 للتخزين ، 6 للشبكات ، و 2 للإدارة. سوف تملأ مساحة 120 مترًا مربعًا (مما يجعلها بيئة شديدة الكثافة) وسحب 1.3 ميجاوات من الطاقة ، أعلى من 1 ميجاوات التي رسمها التصميم السابق. من المتوقع أن تبدأ العملية في 1 يوليو.

شيء واحد وجدته مثيراً للاهتمام هنا هو كيف يوضح الانتقال إلى الجيل الجديد تطور التكنولوجيا. كان أداء الجيل السابق يبلغ ذروته بحوالي 1 بيتلافلوب ، ويجب أن يكون هذا النظام أسرع بأكثر من 10 مرات ، مع استخدام طاقة أكبر بنسبة 30 بالمائة فقط. للمقارنة ، حقق الكمبيوتر العملاق MareNostrum الأصلي ، الذي تم تثبيته في عام 2004 ، أعلى أداء بلغ 42 ترافلوبس واستخدم 640 كيلووات من الطاقة. (تفاصيل تحسينات الأداء على أربعة أجيال من MareNostrum موجودة في الرسم البياني أعلاه). تقول جيرونا إن هذا يعني أن ما كان سيستغرق عاماً لتشغيله على MareNostrum 1 يمكن القيام به في يوم واحد على النظام الجديد. مبهر للغايه.

بالنسبة للتكنولوجيا الناشئة ، سيحتوي الموقع على ثلاث مجموعات جديدة. سيتألف واحد من معالجات IBM Power 9 ووحدات معالجة الرسومات Nvidia ، المصممة للحصول على قدرة معالجة قصوى تزيد عن 1.5 Petaflop / s. ستقوم شركة IBM ببناء هذه المجموعة ، وتتضمن نفس النوع من التصميم الذي يتم نشره في أجهزة الكمبيوتر العملاقة من فئة Summit و Sierra ، والتي كلفت وزارة الطاقة الأمريكية بتطبيقها لصالح معامل Oak Ridge و Lawrence Livermore National Laboratories كجزء من CORAL Collaboration في Oak Ridge. ، أرغون ، والمختبرات الوطنية لورانس ليفرمور.

ستتكون المجموعة الثانية من معالجات Intel Xeon Phi ، مع بناء Lenovo لنظام يستخدم إصدار Knights Hill (KNH) القادم و OmniPath ، مع إمكانية معالجة قصوى تتجاوز 0.5 Petaflop / s. يحاكي هذا أيضًا برنامج كورال الأمريكي ، ويستخدم نفس المعالجات التي ستكون داخل حاسوب أورورا العملاق ، بتكليف من وزارة الطاقة الأمريكية في مختبر أرغون الوطني.

أخيرًا ، سيتم تشكيل مجموعة ثالثة من معالجات ARMv8 64 بت توفرها شركة Fujitsu في جهاز نموذج أولي ، مصمم لاستخدام نفس المعالجات التي تطورها Fujitsu لنظام ياباني جديد لتحل محل جهاز الكمبيوتر العملاق K الحالي. هذا أيضًا يجب أن يوفر أكثر من 0.5 Petaflop / s من أعلى مستويات الأداء. وقالت جيرونا إن التوقيت الدقيق لبدء العمليات على المجموعات الناشئة لم يتم الكشف عنه بعد.

بشكل عام ، سيكلف النظام 34 مليون دولار ، في عقد فازت به شركة IBM وبتمويل من الحكومة الإسبانية. وقال جيرونا إن أحد الأسباب الرئيسية لوجود الأنواع الأربعة للحوسبة في الموقع هو البحث. يضم المركز ، الذي يستخدم 450 شخصًا في المجموع ، 160 باحثًا يركزون على علوم الكمبيوتر ، بما في ذلك الهندسة المعمارية والأدوات. على وجه الخصوص ، كعضو في PRACE (شراكة من أجل الحوسبة المتقدمة في أوروبا) ، تحاول شركة BSC التركيز على تحسين الأداء والحوسبة المتوازية.

قال جيرونا إن BSC ترغب في التأثير على تطوير التقنيات الجديدة ، وتخطط لاستخدام الجهاز الجديد لتحليل ما سيحدث في المستقبل ، وخاصة للتأكد من أن البرنامج جاهز لأي هندسة يمكن للآلة القادمة الوصول إليها. حوالي 3 سنوات - سوف يكون. وأشار إلى أن BSC عملت منذ فترة طويلة على أدوات للمباني الناشئة.

موضوع آخر يدرسه الباحثون هو ما إذا كان الأمر يستحق تطوير معالج أوروبي لتكنولوجيا المعلومات أم لا ، على الأرجح يعتمد على بنية ARM.

لن يكون برشلونة أسرع حاسوب عملاق في العالم ؛ يحتفظ الصينيون بهذا السجل حاليًا ، حيث يحاول الأمريكيون واليابانيون اللحاق بالركب. لكن MareNostrum 4 ستكون الأكثر تنوعا ، وربما الأكثر إثارة للاهتمام.

مايكل جيه. ميلر هو مدير المعلومات في Ziff Brothers Investments ، وهي شركة استثمار خاصة. قام ميلر ، الذي كان رئيس تحرير مجلة PC Magazine من عام 1991 إلى عام 2005 ، بتأليف هذه المدونة لموقع PCMag.com لمشاركة أفكاره حول المنتجات المتعلقة بالكمبيوتر. يتم تقديم أي مشورة في مجال الاستثمار في هذا بلوق. يتم إهمال جميع الواجبات. يعمل Miller بشكل منفصل لشركة استثمار خاصة قد تستثمر في أي وقت في الشركات التي تناقش منتجاتها في هذه المدونة ، ولن يتم الكشف عن معاملات الأوراق المالية.