Аргоннская национальная лаборатория (ANL) Министерства энергетики США объявила о доступности суперкомпьютера Aurora экзафлопсного класса для исследователей по всему миру. Как указано в пресс-релизе, благодаря широким возможностям моделирования, ИИ и анализа данных, Aurora будет способствовать прорывам в целом ряде областей, включая проектирование самолётов, космологию, разработку лекарств и исследования в сфере ядерной энергетики.

Майкл Папка (Michael Papka), директор Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), вычислительного центра Управления науки Министерства энергетики США, отметил, что уже первые проекты с использованием Aurora продемонстрировали его огромным потенциал. «С нетерпением ждём, как более широкое научное сообщество будет использовать систему для преобразования своих исследований», — заявил он.

Aurora уже зарекомендовала себя как один мировых лидеров по производительности ИИ, заняв первое место в бенчмарке HPL-MxP в ноябре 2024 года, отметила ANL. Возможности машины для выполнения ИИ-задач используются учёными для открытия новых материалов для аккумуляторов, разработки новых лекарств и ускорения исследований в области термоядерной энергии. Перед его развёртыванием команда под руководством ANL продемонстрировала потенциал Aurora, используя его для обучения моделей ИИ для моделирования белков.

Источник изображения: ANL

В числе первых проектов, реализуемых с помощь Aurora, — разработка высокоточных моделей сложных систем, таких как кровеносная система человека, ядерные реакторы и сверхновые звезды. Кроме того, способность суперкомпьютера к обработке огромных наборов данных имеет решающее значение для анализа растущих потоков данных из крупных исследовательских установок, таких как Усовершенствованный источник фотонов (APS) Аргоннской национальной лаборатории, научные объекты Управления науки Министерства энергетики США (DoE) и Большой адронный коллайдер Европейской организации ядерных исследований (CERN).

Чтобы гарантировать готовность Aurora к использованию для научных исследования с первого дня запуска, при его создании применили так называемое совместное проектирование. Используя этот подход, команда Aurora разработала в тандеме аппаратное и программное обеспечение для оптимизации производительности и удобства использования. Это потребовало многолетнего сотрудничества между ALCF, Intel, HPE и исследователями по всей стране, участвующими в проекте Exascale Computing Project (ECP) Министерства энергетики США и программе Aurora Early Science Program (ESP) центра.

Пока велись работы по монтажу Aurora, команды ECP и ESP запускали приложения для стресс-тестирования оборудования, одновременно оптимизируя свой код для максимально эффективной работы в системе. В результате десятки научных приложений, а также широкий спектр ПО и инструментов разработки были готовы ещё до того, как Aurora ввели в строй, говорится в пресс-релизе.

Японская компания NEC была одной из немногих, отстаивавших собственный уникальный путь в сфере развития вычислительных технологий со своими векторными процессорами SX-Aurora. Хотя данное направление до недавних пор активно развивалось, компания, похоже, не выдержала давления со стороны NVIDIA и AMD и объявила о прекращении разработок новых решений в серии Aurora.

Работы над усовершенствованием векторной архитектуры NEC продолжались до конца прошлого года, когда компания объявила о подготовке новых вычислительных узлов SX-Aurora TSUBASA C401-8 на базе ускорителей с 16 блоками Vector Engine 3.0 и 96 Гбайт интегрированной памяти HBM2. И хотя в августе этого года в Научном центре Университета Тохоку будет запущен новый суперкомпьютер на их основе, новых разработок в этой сфере не будет.

Вычислительный модуль SX-Aurora TSUBASA C401-8. Источник изображений здесь и далее: NEC

Как отметил Сатоши Мацуока (Satoshi Matsuoka), глава крупнейшего в Японии суперкомпьютерного центра RIKEN, где был создан суперкомпьютер Fugaku, NEC неслучайно объявила об отказе от разработки нового поколения процессоров SX-Aurora. Хотя в целях компании значилось 10-кратное повышение энергоэффективности, теперь NEC считает, что эта цель может быть достигнута с использованием стандартных коммерческих ускорителей.

Главной причиной называется появление решений AMD и NVIDIA, на голову превосходящих все наработки NEC. В частности, упоминается AMD Instinct MI300. При этом отмечено, что это решение «похоронило» бы даже новое поколение SX-Aurora, когда речь заходит о ПСП. Целью NEC был показатель 2+ Тбайт/с, в то время как новинка AMD, располагая памятью HBM3 с 8192-бит шиной, может обеспечить 6,8 Тбайт/с.

Планы NEC по развитию VE-архитектуры. Похоже, им уже не суждено сбыться

Также «естественным врагом» SX-Aurora является NVIDIA Grace Hopper с его мощной процессорной частью и развитой инфраструктурой NVLink, демонстрирующий к тому же выдающуюся энергоэффективность. Примечательно, что оба продукта от AMD и NVIDIA являются APU, то есть гибридными чипами, объединяющими ускорители и CPU собственной разработки, а также быструю память.

Финансовый кризис 2009 года ударил по разработкам NEC в области процессоростроения сильно, но ситуацию тогда спасла общая незрелость рынка GPGPU и технологии HBM. Сейчас на это надеяться нельзя, да и ситуация с точки зрения программной экосистемы в мире HPC говорит не в пользу NEC. По всей видимости, прямо на наших глазах ещё одна уникальная вычислительная архитектура становится достоянием истории.

При этом в Японии пока что сохраняется ещё одна уникальная отечественная архитектура — PEZY-SC. Arm-процессоры Fujitsu A64FX, ставшие основой Fugaku, тоже достаточно уникальны, однако их наследники в лице MONAKA переориентированы на более массовый сегмент. Таким образом, собственные массовые HPC-решения сейчас есть только у Китая, которому новейшие американские и британские ускорители достанутся в кастрированном виде.

Компания NEC сообщила о том, что с января следующего года заказчикам по всему миру станет доступен акселератор Vector Engine 2.0 серии SX-Aurora TSUBASA, анонсированный ещё летом.

Изделие Type 20B выполнено в виде двухслотовой карты расширения с интерфейсом PCIe. Оно содержит восемь векторных блоков с частотой 1,6 ГГц, обеспечивающих производительность на уровне 2,45 Тфлопс FP64, и 48 Гбайт памяти HBM2 с пропускной способностью приблизительно 1,53 Тбайт/с. При этом энергопотребление находится на уровне 200 Вт. Также есть версия ускорителя Type 20A, которая имеет 10 векторных блоков и производительность 3,07 Тфлопс FP64.

Благодаря векторной архитектуре крупные объёмы данных можно обрабатывать в пределах каждого цикла. Это открывает широкие возможности при решении задач в области искусственного интеллекта, машинного обучения, интенсивных научных вычислений и пр.

Векторный ускоритель Vector Engine 2.0 может использоваться в составе стандартных серверов и рабочих станций с архитектурой х86 от сторонних поставщиков оборудования. Таким образом, заказчики смогут сформировать вычислительную платформу в соответствии со своими требованиями и объёмом финансирования. Данное решение, по словам NEC, ориентировано на предприятия малого и среднего бизнеса, у которых есть потребность в формировании платформы высокопроизводительных вычислений (HPC).

Компания NEC не спешит отказываться от своего уникального пути на рынке супервычислений и продолжает развивать серию векторных процессоров SX-Aurora.

На конференции SC19 компания представила ряд новых решений, сочетающих в себе SX-Aurora и новейшие процессоры AMD «Rome» Intel Xeon 9200.

Типы ускорителей SX-Aurora

Как и два года назад, основой платформы NEC является плата расширения «Type 10»; впрочем, в настоящее время производитель заменяет его на усовершенствованный «Type 10E» с более быстрыми сборками HBM2 на борту. За счёт этого ПСП удалось поднять на 10%, и даже в самом доступном варианте «Type 10CE» данный параметр теперь составляет 1 Тбайт/с против ранних 750 Гбайт/с.

Системы NEC на базе SX-Aurora

Массовый выпуск плат NEC «Type 10E» намечен на январь 2020 года. Всего в семействе будет четыре модели, отличающиеся тактовыми частотами, объёмом HBM2 и системой охлаждения. Последняя будет представлена в воздушном активном и пассивном вариантах, также будет выпускаться и вариант с жидкостным охлаждением.

Сервер NEC A412-8 сочетает в себе SX-Aurora и AMD Rome

Компания не собирается останавливаться на достигнутом и чип текущего поколения VE10 будет заменён на VE20 уже в середине или конце 2020 года. Он получит ещё более быструю память, больше векторных ядер (возможно 10 против 8 сегодняшних) и неизвестные пока новые функции. Следующее за ним поколение, VE30, должно появиться в 2022 году. Об этом поколении данных пока нет — известно лишь, что эти процессоры будут иметь новую архитектуру.