В 2024 году в Юлихском исследовательском центре (FZJ) в Германии заработает вычислительный комплекс Jupiter — первый европейский суперкомпьютер экзафлопсного класса. Профессор Томас Липперт (Thomas Lippert; на фото ниже) из FZJ рассказал об особенностях конфигурации этой системы.

Ранее сообщалось, что в состав Jupiter будет включён высокомасштабируемый блок ускорителей (Booster). Речь идёт об использовании платформы Eviden BullSequana XH3000 с прямым жидкостным охлаждением, а в состав каждого узла войдут модули NVIDIA Quad GH200. Общее количество суперчипов GH200 Grace Hopper составит почти 24 тыс.

Блок Booster предназначен для решения особо ресурсоёмких задач. Как сообщил господин Липперт, второй составляющей НРС-комплекса станет универсальный блок cCuster, который сможет поддерживать приложения всех типов: это, в частности, операции с высокой интенсивностью использования данных. Оба блока можно будет использовать по отдельности или вместе, что позволит добиться максимальной эффективности при реализации различных проектов.

В основе cCuster — энергоэффективные высокопроизводительные Arm-процессоры SiPearl Rhea. Эти изделия обеспечивают высокое соотношение производительности к пропускной способности — 0,5 байт/флоп. Поэтому процессоры хорошо подходят для сложных приложений с интенсивным использованием данных.

Источник изображения: FZJ

Все вычислительные узлы Jupiter подключены к высокопроизводительной сети NVIDIA Mellanox InfiniBand. Быстродействие на операциях обучения ИИ составит до 93 Эфлопс, а FP64-производительность «незначительно превысит 1 Эфлопс». Общая стоимость проекта составит €273 млн, включая доставку, установку и обслуживание Jupiter.

Компания NVIDIA в ходе конференции по высокопроизводительным вычислениям SC23 сообщила о том, что её суперчип GH200 Grace Hopper станет одной из ключевых составляющих НРС-системы Jupiter — первого европейского суперкомпьютера экзафлопсного класса.

Узел BullSequana XH3000 (Источник здесь и далее: NVIDIA)

Jupiter — проект Европейского совместного предприятия по развитию высокопроизводительных вычислений (EuroHPC JU). Комплекс расположится в Юлихском исследовательском центре (FZJ) в Германии. В создании суперкомпьютера участвуют NVIDIA, ParTec, Eviden и SiPearl. Архитектура системы модульная, что позволяет адаптировать её под разные классы задач.

В основу одного из основных блоков Jupiter ляжет платформа Eviden BullSequana XH3000 с прямым жидкостным охлаждением, а в состав каждого узла войдут модули Quad GH200. Общее количество суперчипов составит 23752. В качестве интерконнекта будет применяться NVIDIA Quantum-2 InfiniBand. Быстродействие на операциях обучения ИИ составит до 93 Эфлопс, а FP64-производительность должна достичь 1 Эфлопс. При этом общая потребляемая мощность Jupiter составит всего 18,2 МВт.

Применять систему Jupiter планируется для решения наиболее сложных задач. Среди них — моделирование климата и погоды в высоком разрешении (на базе NVIDIA Earth-2), создание новых лекарственных препаратов (NVIDIA BioNeMo и NVIDIA Clara), исследования в области квантовых вычислений (NVIDIA cuQuantum и CUDA Quantum), промышленное проектирование (NVIDIA Modulus и NVIDIA Omniverse). Ввод Jupiter в эксплуатацию запланирован на 2024 год.

Британский разработчик квантовых систем ORCA Computing выбран Познаньским центром суперкомпьютерных и сетевых технологий (PSNC) в Польше в качестве поставщика двух квантовых компьютеров. Эти системы призваны ускорить решение задач в ряде научных и прикладных областей, включая биологию, химию и машинное обучение.

Речь идёт о квантовых фотонных компьютерах ORCA Computing PT-1. Они будут установлены в центре высокопроизводительных вычислений PSNC в Познане в ноябре и декабре нынешнего года и интегрированы в существующую HPC-инфраструктуру. Ситсемы закуплены в рамках проекта EuroHPC-PL.

Квантовые компьютеры PT-1 используют источник одиночных фотонов и программируемые сети светоделителей для реализации квантовой памяти. Результаты вычислений представляют собой сложную статистику, где количество фотонов отражает вероятность распределения. Система может быть интегрирована с классическими HPC-платформами. Доступен специализированный комплект для разработки, который поддерживает гибридные квантово-классические алгоритмы с QPU и GPU.

Источник изображения: ORCA Computing

Технология ORCA Computing предусматривает использование одиночных фотонов в качестве носителя. Это не только позволяет системе естественным образом взаимодействовать с оптическими сетями, но также обеспечивает модульность и гибкость архитектуры с возможностью последующего обновления. Задействована проприетарная технология мультиплексирования для управления синхронизацией, частотой и маршрутизацией одиночных фотонов: данная методика позволяет достигать высокой плотности данных, что даёт возможность осуществлять полномасштабные квантовые вычисления с гораздо меньшим количеством компонентов.

Европейское совместное предприятие по развитию высокопроизводительных вычислений (EuroHPC JU) объявило тендер на развертывание и эксплуатацию платформы, которая объединит все НРС-ресурсы Европы и обеспечит предоставление безопасного доступа к ним для широкого круга государственных и частных пользователей на территории региона.

Речь идёт о формировании «ведущей федеративной и безопасной экосистемы», объединяющей европейские суперкомпьютеры и квантовые компьютеры. Инициатива, как ожидается, позволит более полно задействовать имеющиеся вычислительные мощности для развития науки и промышленности в Европе.

Победителю тендера предстоит разработать и ввести в эксплуатацию платформу для бесшовного объединения суперкомпьютеров и квантовых систем, а также инфраструктуры хранения данных. На базе платформы должны предоставляться услуги с высоким уровнем безопасности. Конечная цель инициативы — создание единой точки доступа к вычислительным мощностям и сервисам обработки данных, управляемым проектом EuroHPC JU. Иными словами, любой клиент получит необходимые ему ресурсы через унифицированный портал.

Источник изображения: europa.eu

Говорится, что платформа должна быть безопасной, масштабируемой, гибкой и ориентированной на пользователя. Адаптируемая конфигурация позволит подстраиваться под широкий спектр задач, приложений и потребностей пользователей. Отметим, что в рамках проекта EuroHPC JU разрабатывается первый европейский суперкомпьютер экзафлопсного класса и сразу шесть квантовых компьютеров. На днях к проекту EuroHPC JU присоединился Израиль.

Европейское совместное предприятие по развитию высокопроизводительных вычислений (EuroHPC JU) объявило о том, что по итогам заседания совета управляющих, состоявшегося в Люксембурге, принято решение о присоединении к проекту Израиля. Отмечается, что Европейский союз и Израиль имеют долгую историю успешного научно-технического сотрудничества. В частности, Израиль участвует в рамочных программах исследований и инноваций Евросоюза с 1996 года.

EuroHPC JU — это совместная инициатива ЕС, европейских стран и частных партнёров по развитию экосистемы высокопроизводительных вычислений (HPC) в Европе. Главная цель проекта заключается в том, чтобы развивать, расширять и поддерживать в Евросоюзе ведущую в мире «федеративную, безопасную и гиперсвязанную» инфраструктуру суперкомпьютеров и квантовых вычислений. В частности, уже создаются шесть квантовых компьютеров — в Чехии, Франции, Германии, Италии, Польше и Испании.

Источник изображения: europa.eu

Сообщается, что Израиль стал 34-й страной, поддержавшей инициативу EuroHPC JU. Кроме того, в декабре 2021-го Израиль стал участником проекта Horizon Europe, нацеленного на поддержку исследований и инноваций. Таким образом, Израиль присоединяется к шести другим странам-членам EuroHPC JU, которые участвуют в программе Horizon Europe и при этом не являются государствами Европейского союза. Это Исландия, Черногория, Северная Македония, Норвегия, Сербия и Турция. А вот Великобритания, стоявшая у истоков EuroHPC, покинула организацию и теперь самостоятельно развивает HPC-сферу.

Добавим, что в рамках проекта EuroHPC JU ведётся создание первого европейского суперкомпьютера экзафлопсного класса: комплекс под названием Jupiter получит неназванные ускорители NVIDIA и энергоэффективные высокопроизводительные Arm-процессоры SiPearl Rhea. Строительство системы стартует в начале 2024 года, а затраты на её создание составят не менее €273 млн.

Европейское совместное предприятие по развитию высокопроизводительных вычислений (EuroHPC JU) заключило контракт на создание НРС-комплекса Jupiter с консорциумом, в который входят Eviden (подразделение IT-услуг французской корпорации Atos) и ParTec, немецкая компания по производству суперкомпьютерного оборудования.

Проект Jupiter был анонсирован ещё в июне 2022 года. Речь идёт о создании первого в Европе суперкомпьютера экзафлопсного класса. Система расположится в Юлихском исследовательском центре (FZJ) в Германии. В основу ляжет специализированная модульная архитектура на базе платформы Eviden BullSequana XH3000 с прямым жидкостным охлаждением.

По оценкам, общая стоимость проекта составит €273 млн, включая доставку, установку и обслуживание Jupiter. Половина средств поступит непосредственно от EuroHPC JU, а остальная часть — от Федерального министерства образования и исследований Германии и Министерства культуры и науки земли Северный Рейн-Вестфалия. Eviden полагает, что создание суперкомпьютера обойдётся суммарно в €500 млн с учётом затрат на производство системы и её эксплуатацию в течение пяти лет. Строительство НРС-комплекса стартует в начале 2024 года.

Источник изображения: europa.eu

Полностью характеристики Jupiter пока не раскрываются. Но говорится, что суперкомпьютер будет состоять из высокомасштабируемого блока ускорителей (Booster) и тесно связанного с ним кластера общего назначения (Cluster). В состав первого войдут неназванные ускорители NVIDIA и решения Mellanox. Говорится об использовании более 260 км высокопроизводительных кабелей, что обеспечит пропускную способность сети свыше 2000 Тбит/с. В свою очередь, модуль Cluster получит энергоэффективные высокопроизводительные Arm-процессоры SiPearl Rhea, которые специально разработаны для европейских суперкомпьютеров.

Ожидается, что производительность Jupiter превысит 1 Эфлопс. Для сравнения: в нынешнем рейтинге TOP500 самым быстрым европейским суперкомпьютером является Lumi в Финляндии. Этот комплекс занимает в списке третье место с быстродействием 309,1 Пфлопс (пиковый показатель достигает 428,7 Пфлопс). Таким образом, Jupiter превзойдёт Lumi по производительности более чем в три раза.

Выбор EuroHPC JU в пользу Arm-процессоров SiPearl Rhea — разочарование для AMD и Intel. В частности, Intel в 2022 году объявила о намерении инвестировать €33 млрд в создание исследовательских центров и производственных объектов на территории Европы, включая Германию, Францию, Ирландию, Италию, Польшу и Испанию. Модульная конструкция Jupiter предполагает, что в будущем к системе могут быть добавлены дополнительные узлы, в частности, на процессорах х86, но пока о таких планах ничего не говорится. В любом случае Европа стремится к аппаратной независимости, а поэтому выбор чипов Rhea для Jupiter не является неожиданным.

Как и все суперкомпьютеры EuroHPC, комплекс Jupiter будет доступен широкому кругу пользователей в научном сообществе, промышленности и государственном секторе на территории Европы. Мощности системы планируется использовать для задач ИИ, высокоточного моделирования, медицинских исследований, изучения глобальных изменений климата, разработки передовых материалов и других ресурсоёмких задач.

Европейский Союз продолжает активно развивать собственное видение суперкомпьютеров ближайшего будущего, в основу которых ляжет архитектура RISC-V. За три с половиной года работы проекта Marenostrum Experimental Exascale Platform (MEEP) создана новая платформа, детально описывающая различные блоки и свойства таких HPC-систем.

Выбор микроархитектуры RISC-V в качестве основы MEEP вполне оправдан — она является открытой и позволяет разработчикам не зависеть от проприетарных наборов инструкций и аппаратных решений. Таким образом ЕС планирует достигнуть автономии в сфере супервычислений, обзаведясь собственной платформой.

Высокоуровневое описание эмулируемого ускорителя

В основе проекта MEEP лежит ядро Accelerated Memory and Compute Engine (ACME), изначально спроектированное с прицелом на применение высокоскоростной памяти HBM3 и состоящее из тайлов памяти (Memory Tile) и вычислительных тайлов VAS, объединённых меш-интерконнектом. Воплощение дизайна ACME в реальный кремний пока ещё дело будущего, но уже очевидно, что процессоры, разработанные в рамках проекта MEEP, будут иметь чиплетную компоновку.

Архитектура ACME и её строительные блоки

В конструкции ACME на долю Memory Tile выпадают все операции с подсистемами памяти, включая построение иерархических массивов, использующих разные типы памяти, в том числе MRAM и HBM3. Модули VAS включают себя по 8 процессорных ядер со своими разделами L2-кеша. Каждое такое ядро состоит из нескольких отдельных блоков: скалярного RISC-V, блока векторных операций, а также блоков ускорителей двух типов — SA-HEVC для обработки видео и SA-NN для нейросетевых задач, в частности, инференса.

Схема работы ускорителей в составе блоков VAS

По сути, каждый модуль VAS представляет собой вполне законченный многоядерный процессор RISC-V, способный работать со всеми современными форматами данных, автоматически распознающий расширенные инструкции и выполняющий их с помощью соответствующих ускорителей в своём составе.

Платформа, созданная в рамках проекта MEEP, уже функционирует как эмулируемый с помощью FPGA Xilinx полноценный прототип. Он позволяет не только вести разработку и отладку ПО для новой европейской суперкомпьютерной экосистемы, но и производить валидацию аппаратных компонентов для будущих ускорителей/процессоров с архитектурой ACME.

В рамках проекта European High Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU), реализуемого властями Евросоюза, странами-участницами и частными компаниями с целью создания инфраструктуры высокопроизводительных вычислений, запущен суперкомпьютер Deucalion.

Комплекс разработан специалистами Fujitsu Technology Solutions. Это первая система EuroHPC, основанная на процессорах с архитектурой Arm. Применены чипы Fujitsu A64FX, а также платформа Bull Sequana от Eviden (Atos).

Суперкомпьютер располагается в Португалии: он размещён в Центре передовых вычислений Университета Минью в Гимарайнше. Общий бюджет проекта Deucalion составил €20 млн — средства выделены участниками инициативы EuroHPC и Португальским фондом науки и технологий (FCT). Deucalion — самый мощный суперкомпьютер в Португалии и восьмой вычислительный комплекс, созданный по программе EuroHPC JU.

Источник изображения: FCT

Комплекс обеспечивает производительность более 10 Пфлопс. Использовать систему в числе прочего планируется для исследований и разработок в области метеорологии и моделирования климата, гидродинамики, аэродинамики, а также астрофизики и космологии. Кроме того, суперкомпьютер будет стимулировать инновации в таких областях, как ИИ, персонализированная медицина, фармацевтика и новые материалы, пожаротушение, территориальное планирование, интеллектуальная мобильность и автономные транспортные средства.

Совместное предприятие European High Performance Computing (EuroHPC JU) объявило о запуске нового исследовательского проекта Inno4scale с целью разработки инновационных алгоритмов, которые позволят в полной мере использовать потенциал экзафлопсных и постэкзафлопсных HPC-систем.

Консорциум Inno4scale включает Барселонский суперкомпьютерный центр (BSC), SCAPOS, Центр высокопроизводительных вычислений Штутгартского университета (HLRS) и ассоциацию PRACE. Он будет финансировать разработку новых подходов к алгоритмам, выделяя средства на небольшие проекты, которые покажут эффективность для приложений с поддержкой экзафлопсных вычислений. Бюджет проекта Inno4scale составляет €5 млн.

Источник изображения: Inno4scale

Консорциум разработает и организует конкурс для предложений на основе механизма каскадного финансирования, приём которых продлится до конца сентября. Предложения будут оцениваться осенью 2023 года внешними экспертами исходя из инновационности дизайна и влияния на повышение эффективности работы экзафлопсных систем. Разработки, как ожидается, начнутся в 2024 году и продлятся год. Наиболее эффективные алгоритмы будут в дальнейшем использоваться для HPC, что, как ожидается, приведёт к значительному повышению производительности и энергоэффективности.

EuroHPC планирует построить два экзафлопсных суперкомпьютера для Европы. В прошлом году было объявлено, что в Юлихском суперкомпьютерном центре (JSC) недалеко от Аахена (Германия) будет установлен JUPITER (Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research). А в июне стало известно, что вторая экзафлопная система будет построена консорциумом Jules Verne во Франции.

Еврокомиссия, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, профинансирует создание второго европейского суперкомпьютера экзафлопсного класса. Безымянный пока вычислительный комплекс будет построен во Франции. Европейское совместное предприятие по развитию высокопроизводительных вычислений (EuroHPC JU) выбрало консорциум Жюля Верна для размещения и эксплуатации будущего HPC-комплекса. Суперкомпьютер будет управляться GENCI — французским национальным агентством высокопроизводительных вычислений.

Ожидается, что система расположится в вычислительном центре TGCC, принадлежащем Французской комиссии по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA). Комплекс будет смонтирован на территории Брюйер-ле-Шатель, к юго-западу от Парижа. Инвестиции в проект составят приблизительно €542 млн, из которых до половины предоставит EuroHPC. Примерно €8 млн вложит Министерство культуры, образования и науки Нидерландов, а ещё €263 млн — французское правительство.

Суперкомпьютер GENCI Jean Zay. Источник изображения: CNRS / Cyril Frésillon

Запуск суперкомпьютера запланирован на 2025 год. Применять его планируется для решения ряда сложных задач, таких как моделирование климата с высокой точностью, термоядерный синтез, разработка инновационных материалов, создание цифровых двойников и пр. В настоящее время в TGCC располагается HPC-система Joliot-Curie (22 Пфлопс), установленная в 2019 году. Первым в Европе экзафлопсным суперкомпьютером станет комплекс JUPITER, который будет смонтирован в Юлихском исследовательском центре (FZJ) в Германии. А в США недавно был завершён монтаж суперкомпьютера Aurora с быстродействием на уровне 2 Эфлопс.