الحوسبة 17 تتميز ببعض المفاجآت وتلميحات للمستقبل

كانت هناك بعض المفاجآت في مؤتمر Supercomputing 17 لهذا الشهر ، بما في ذلك عرض جيد للغاية لمسرع PEZY-SC2 ، بالإضافة إلى تغيير Intel في اتجاه خط Xeon Phi. بالإضافة إلى ذلك ، رأينا أيضًا أول الأنظمة التي بنيت على معالج Xeon Scalable Processor (Skylake) من Intel والأول من نوعه في مسرّع Volta من Nvidia.

ولكن ربما يكون أبرزها هو الأخبار التي تفيد بأن الأنظمة الصينية تمثل الآن 202 من بين 500 كمبيوتر فائق في قائمة Top 500 الأحدث مقارنة بـ 143 من الولايات المتحدة فقط. سيطرت الأنظمة الأمريكية على القائمة منذ إنشائها قبل 25 عامًا ، وقبل بضعة أشهر فقط ، كان لدى الولايات المتحدة 169 نظامًا لـ 160 في الصين. وينطبق الشيء نفسه على الأداء الكلي ، حيث تمثل النظم الصينية مجتمعة 35.4 في المائة من الأداء الكلي لأنظمة 500 الأعلى.

لا تزال أسرع أجهزة الكمبيوتر في العالم هي الجهازين الصينيين الهائلين اللذين تصدرا القائمة منذ عدة سنوات: Sunway TaihuLight ، من المركز الوطني الصيني للحوسبة الفائقة في وشى ، مع أداء Linpack المستمر لأكثر من 93 بيتلافلوب (93 ألف تريليون نقطة عائمة) عمليات في الثانية) ، وتيانخه -2 ، من المركز الوطني الصيني سوبر الكمبيوتر في قوانغتشو ، مع أداء مستدام لأكثر من 33.8 petaflops. تظل هذه أسرع الأجهزة ، وبهامش كبير. احتل نظام Piz Daint من المركز الوطني السويسري للحوسبة الفائقة ، وهو نظام كراي يستخدم Intel Xeons و Nvidia Tesla P100s ، المركز الثالث مع أداء Linpack المتواصل البالغ 19.6 بيتافلوبس.

أكبر تغيير في الأعلى هو نظام جديد في المركز الرابع: نسخة مطورة من حاسوب Gyoukou العملاق ، وهو نظام ZettaScaler-2.2 الذي تم نشره في الوكالة اليابانية لعلوم الأرض والتكنولوجيا البحرية. يستخدم هذا الجهاز مسرعات PEZY-SC2 ، وهي شريحة من الجيل الثاني من فئة 2048 توفر أداء فائقًا يبلغ 4.096 تيرافلوبس بدقة مزدوجة ، بالإضافة إلى معالجات Intel Xeon التقليدية ، لما مجموعه 19،860،000 نواة. (صنع جهاز ZettaScaler سابقًا مع PEZY-SC2 القائمة بمستوى أدنى في إصدار يونيو). وهذا يمنحه أكبر عدد من النوى المستخدمة معًا - والمعروفة أيضًا باسم أعلى مستوى من التزامن - الذي تم رؤيته حتى الآن ، متجاوزًا TaihuLight ، الذي يحتوي على 10.6 مليون قلب. حققت آلة Gyoukou أداءً مستدامًا على Linpack يبلغ 19.14 بيتافلوبس ، ولكن المثير للاهتمام هو أنه يستخدم 1.35 ميجاوات من الطاقة ، مقارنةً بـ 2.27 ميجاوات من أجل PizDaint ، و 17.8 ميجاوات من أجل Tinahe-2 ، و 15.4 ميجاوات من أجل Taihulight. لا يزال هناك الكثير من الطاقة ، لكنه يعد انخفاضًا كبيرًا مقارنةً بالأنظمة الأخرى ودلالة قوية على أن اهتمامات الطاقة مهمة ، حتى بالنسبة لأسرع الأجهزة في العالم. تجدر الإشارة أيضًا إلى أن هذا يوضح كيف يمكن للبنية الجديدة أن تقلل من قوة السحب بشكل كبير.

لا يزال النظام الأمريكي الأهم هو الكمبيوتر العملاق تايتان في مختبر أوك ريدج الوطني ، وهو نظام عمره خمس سنوات يستخدم معجلات Nvidia K20x GPU ويوفر 17.59 بيتافلوبس ، وهو الآن في المركز الخامس في القائمة.

في قائمة Green 500 الأخيرة من أكثر الحواسيب العملاقة كفاءة في استخدام الطاقة ، ذهبت أربعة من أفضل خمس فتحات - بما في ذلك المراكز الثلاثة الأولى - إلى الأنظمة اليابانية المثبتة حديثًا ، وكلها تعتمد على بنية ZettaScaler-2.2 و PEZY-SC2. وأكثرها فعالية هو نظام Shoubu System B ، الذي تم تثبيته في مركز RIKEN المتقدم للحوسبة والاتصالات. حقق نظام Shoubu B 17 جيجابت / وات ؛ نظام Shoubu B والنظامين التاليين ، اللذين يستخدمان 16.8 و 16.7 جيجابت / وات على التوالي ، كلها في النصف السفلي من قائمة أفضل 500. النظام الخامس في الترتيب الأخضر هو نظام Gyoukou المذكور أعلاه ، وهو النظام رقم 4 في قائمة أفضل 500 ، على 14.2 جيجابت / وات.

هذه هي طفرات كبيرة في مسرع PEZY-SC2 ، وقد تشير إلى الاتجاهات المستقبلية لهندسة الحوسبة الفائقة.

رابع حواسب عملاقة أكثر خضرة هو نظام DGX SaturnV Volta الداخلي من Nvidia ، الذي حقق 15.1 جيجابت / وات ، ويأتي في المرتبة 149 على قائمة أفضل 500. يحتوي هذا النظام على 224040 فولت فولتا (والذي يبدو أنه تم حسابه بطريقة مختلفة نوعًا ما في القائمة عن بعض النوى الأخرى.) تتمتع نفيديا بسنة جيدة جدًا بالنسبة لمسرعها ، ولديها آمال كبيرة في المزيد من الآلات التي تستخدم فولتا GPU العمارة.

كالمعتاد ، كان البائعون الرئيسيون يتطلعون إلى النجاحات التي حققوها في القائمة ، حيث لاحظت Intel أن وحدات المعالجة المركزية الخاصة بها كانت في ستة من أفضل عشرة أنظمة ، وسجلت 471 من أصل 500 نظام. كما أشارت إنتل إلى أن معالجات Xeon Scalable الجديدة الخاصة بها كانت في 18 حاسوبًا عملاقًا مع أكثر من 25 جهازًا للقطع. ولكن الأمر الأكثر بروزاً هو أن Intel قالت إنها تلغي برنامج Knights Hill ، الخليفة المخطط له والذي يبلغ 10 أمتار لمعالج 14nm Knights Landing Xeon Phi. قالت الشركة إنها تخطط الآن لمنصة جديدة لأنظمة exascale (1000 بيتافلوبس) بحلول عام 2021 ، لكنها لم تكشف عن أي تفاصيل.

أكدت شركة Nvidia أن لديها 34 نظامًا جديدًا مع مسرعاتها في القائمة ، وبذلك يصل إجمالي عدد الشركات إلى 87 شركة. كانت شركة Nvidia وشريكها في شركة IBM تتصاعدان حول إمكانية أنه بحلول الوقت الذي ستستحق فيه القائمة التالية في يونيو ، ستكون آلة Summit في Oak Ridge يجب أن يكون المختبر الوطني (ORNL) من بين الآلات الموجودة في أعلى القائمة. تتميز هذه الماكينة بـ 4600 عقدة ، كل منها مزود بوحدتين أساسيتين من IBM Power 9 و 6 مسرعات Nvidia Volta ، مع أداء متوقع يبلغ حوالي 200 petaflops. هذا يختلف عن الحل الداخلي لـ Nvidia ، حيث أن وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات جميعها تتواصل عبر NVLink 2.0 بطريقة متماسكة في ذاكرة التخزين المؤقت باستخدام OpenCAPI ، بحيث يمكن لوحدات معالجة الرسومات الوصول مباشرة إلى ذاكرة الوصول العشوائي الرئيسية للنظام. ستتبع القمة آلة سييرا في مختبر لورنس ليفرمور الوطني ، وآلة AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI) في اليابان.

كنت مهتمة لسماع كراي تعلن عن حاسوب عملاق "جاهز للإنتاج" يعتمد على معالج Cavium ThunderX2 على بنية Armv8-A 64 بت ، المتوفرة الآن كجزء من حاسوب XC50 الفائق. يتم اختبار الآلات المعتمدة على ARM في مركز برشلونة العملاق (الذي تحتل آلة Mare Nostrum الآن المرتبة 16 في قائمة أفضل 500) ، فضلاً عن الكمبيوتر العملاق "Post-K" في اليابان والحاسوب الفائق Isambard في المملكة المتحدة. كان لدى Cavium بعض المقاييس المبكرة على ThunderX2 ، والتي أظهرت أداء شريحة 14nm بشكل أفضل في تطبيقات متعددة الخيوط أو مرتبطة بالذاكرة من Intel Skylake Xeons ، على الرغم من أن Intel تظل رائدة في الخيوط المفردة وفي الترافلوب الخام. لاحظ أنه بالإضافة إلى تصميم Cavium ، أعلنت Qualcomm أيضًا عن رقاقة خادم قائمة على ARM تسمى Centriq.

في أخبار المعالجات الأخرى ، أعلنت AMD عن زيادة إنتاج معالجات Epyc الخاصة بها ، على الرغم من أنها ليست موجودة حتى الآن في أي من أفضل 500 نظام ، في حين أعلنت NEC عن نسخ من بطاقة Vector Engine PCIe Vector الخاصة بسلسلة الحواسيب الفائقة SX-Aurora TSUBASA الجديدة ، والتي لديك عرض النطاق الترددي الذاكرة بسرعة خاصة.

من جانب interconnects ، قال Mellanox أن 77 في المئة من الأنظمة الجديدة في قائمة أفضل 500 تستخدم InfiniBand ، في حين أن إنتل تروج للنجاحات الأخيرة مع Omni-Path Architecture ، والتي تستخدم في الغالب في أنظمة Xeon Scalable Processor (Skylake). في الوقت نفسه ، يتطلع عدد من البائعين إلى Gen-Z ، المصمم ليكون أسلوبًا يعتمد على زمن الوصول المنخفض ويرتكز على الذاكرة لإجراء اتصالات فائقة السرعة بين أجهزة الحوسبة وأجهزة الذاكرة / التخزين.

أيضًا ، من المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه لأول مرة ، تعمل جميع الأجهزة الموجودة على Top 500 الآن على نظام Linux.

بين الانطباع الأول القوي من PEZY-SC2 ، أصبح قرار Intel بتخليص Knights Mill من أجل هندسة جديدة ، Volta Nvidia ، والمنافسة الجديدة من AMD ، بائعي ARM ، و NEC ، الآن وقت مثير في عالم الحوسبة الفائقة. يجب أن تكون قوائم العام المقبل مثيرة للاهتمام تمامًا ، حيث نرى أي من الهياكل التي تؤدي بالفعل ، والأكثر فاعلية ، حيث يحاول العديد من البائعين ومواقع الكمبيوتر العملاق وضع أنفسهم في السباق لإنتاج كمبيوتر exascale (1000 petaflop) مع جهاز فرعي -20 ميجاوات رسم السلطة.

هل لديك فضول بشأن سرعة الإنترنت عريض النطاق؟ اختبرها الآن!