Массовое развёртывание различных вариантов цифровых двойников и метавселенных требует не только высокой пропускной способности сетевых каналов при низких задержках, но ещё и серьёзной вычислительной производительности. И платформу, способную удовлетворить всем этим требованиям представила на MWC 2023 корпорация NVIDIA вместе со своими японскими партнёрами в лице Fujitsu и NTT DOCOMO.

В основе 5G-части у новой платформы AI-on-5G лежит решение 5G vRAN, разработанное Fujitsu в рамках проекта Open RAN ecosystem experience (OREX) при финансовой поддержке оператора NTT DOCOMO. Со стороны аппаратной платформы NVIDIA присутствуют не только ускорители A100X и L40, но и ряд программных продуктов: комплект разработчика 5G vRAN Aerial, Omniverse для разработки кастомных 3D-сред, включая крупномасштабные симуляции, набор ПО RTX Virtual Workstation, а также стриминговая платформа CloudXR.

Источник: NVIDIA

Ускорители в новой системе NVIDIA используются не только для работы с дополненной реальностью и 3D-графикой в ней, но и для обеспечения работы программно-определяемой инфраструктуры 5G vRAN. Напомним, конвергентный ускоритель A100X несёт на борту не только GPU A100, но и DPU BlueField-2, а также PCIe-коммутатор.

Разработчики и производители сетевого оборудования продолжают осваивать новые скоростные горизонты. Вслед за Nokia японская компания Fujitsu анонсировала выпуск новой оптической сетевой платформы 1FINITY Ultra Optical System. Новинка отличается повышенной надёжностью и позволяет передавать до 1,2 Тбит/с на каждую длину волны. Будущая модернизация позволит довести эту цифру до 1,6 Тбит/с.

Источник изображений здесь и далее: Fujitsu

Начало поставок новой платформы компания наметила на первую половину текущего года, целевой аудиторией являются провайдеры коммуникационных и облачных услуг. Первыми получат оборудование 1FINITY Ultra японские клиенты Fujitsu, затем североамериканские и европейские. В основе платформы — новое поколение DSP и транспондеров, выполненное с использованием 5-нм техпроцесса. Переход с 7 на 5 нм позволил поднять производительность одной связки DSP+CDM со 100 до 135 Гбод, а удельное энергопотребление сократилось на 39 %.

Технология Fujitsu C+L ROADM позволит задействовать несколько длин волн в одном решении, причём из-за улучшенного соотношения сигнал/шум у оптических усилителей Fujitsu максимальная дистанция для соединения со скоростью 800 Гбит/с вырастет на 40 %. Для скорости 400 Гбит/с предел расстояния без необходимости регенерации сигнала составит 6000 км.

В составе платформы уже объявлены транспондеры 1FINITY T900/T950 и линейные системы 1FINITY L900. Интересно, что охлаждение у новых платформ Fujitsu жидкостное. По производительности оно вдвое лучше воздушного. Компания обещает, что использование СЖО продлит жизненный цикл оборудования при сокращении затрат на обслуживание. Официальная презентация новинки состоится на конференциях MWC в Барселоне и OFC в Сан-Диего.

Fujitsu подтвердила, что выпуску её мейнфреймов и серверных систем c Unix подходит конец. Согласно новым планам компании, она прекратит производство и продажу мейнфреймов к 2030 году, а выпуск серверных систем UNIX — к концу 2029 года. Сопровождение обоих продуктов продлится в течение ещё пяти лет и закончится в 2035 году и в 2034 году соответственно. Как надеется компания, к тому времени пользователи подобных систем окончательно перейдут в облако.

Источник изображений: Fujitsu

Тем не менее, Fujitsu по-прежнему планирует выпустить в 2024 году новую модель в серии мейнфреймов GS21. Также планируется обновление семейства UNIX-серверов Fujitsu SPARC M12 в конце этого года и в 2026 году. Впрочем, это пока предварительные планы. Компания уже составила график перехода с мейнфреймов и UNIX-серверов в облако в рамках нового бизнес-бренда Fujitsu Uvance. Теперь у пользователей мейнфреймов Fujitsu есть чётко обозначенный срок, к которому они должны перенести свои приложения на другую платформу или воспользоваться возможностью создать их с нуля в рамках более современной инфраструктуры.

Сомнительной альтернативой может быть уход на платформу IBM z. Филип Доусон (Philip Dawson), вице-президент Gartner Research сообщил The Register, что отказ от UNIX пройдёт менее болезненно, так как рабочие нагрузки могут быть относительно легко перенесены на Linux: «По сути, Linux заменил UNIX. Но такой замены нет для мейнфреймов. Когда аппаратное обеспечение исчезнет, что вы будете делать с приложениями?». Фактически Fujitsu в наследство достались две разные серии мейнфреймов от Amdahl Corporation (GS21) и Siemens (BS2000), если не считать старые решения ICL.

Fujitsu представила Fujitsu Uvance, новый глобальный бизнес-бренд, предлагающий портфель решений, направленный на создание устойчивого мира и решения социальных проблем путём цифровых инноваций. В рамках его планируется предлагать технологии и системы в семи ключевых областях: устойчивое производство, потребительский опыт, здоровый (во всех смыслах) образ жизни, общество, которому доверяют, а также цифровая трансформация, бизнес-приложения и гибридные информационные технологии.

Первые четыре направления — это крупные межотраслевые бизнес-сегменты (вертикали), направленные на решения актуальных проблем. Оставшиеся три — горизонтальные платформы, которые станут основой для первых четырёх. Fujitsu, как утверждается, сможет предложить уникальный взгляд на то, как продвигать инновации для улучшения мира и жизни людей в целом. Пандемия не только изменила весь мир, но и более явно подчеркнула имеющиеся в нём проблемы, которые компания предлагает решить с помощью современных технологий.

Чтобы подчеркнуть важность нового бренда, компания переименовала Fujitsu Kawasaki Tower в Японии в Fujitsu Uvance Kawasaki. Комплекс станет «живой» лабораторией, которая наглядно продемонстрирует реальный потенциал новых технологий: биометрии, анализа изображений и т. д. Ожидается, что они будут играть роль в семи ключевых сферах деятельности компании, о которых говорилось выше.

Популярность идей машинного обучения и искусственного интеллекта приводит к тому, что многие страны и организации планируют обзавестись HPC-системами, специально предназначенными для этого класса задач. В частности, Токийский университет совместно с Fujitsu модернизировал существующую систему ABCI (AI Bridging Cloud Infrastructure), снабдив её новейшими процессорами Intel Xeon и ускорителями NVIDIA.

Как правило, когда речь заходит о суперкомпьютерах Fujitsu, вспоминаются уникальные наработки компании в сфере HPC — процессоры A64FX, но ABCI имеет более традиционную гетерогенную архитектуру. Изначально этот облачный суперкомпьютер включал в себя вычислительные узлы на базе Xeon Gold и ускорителей NVIDIA V100, объединённых 200-Гбит/с интерконнектом. В качестве файловой системы применена разработка IBM — Spectrum Scale. Это одна систем, специально созданных для решения задач искусственного интеллекта, при этом доступная независимым исследователям и коммерческим компаниям.

Так, 86% пользователей ABCI не входят в состав Японского национального института передовых технических наук (AIST); их число составляет примерно 2500. Но система явно нуждалась в модернизации. Как отметил глава AIST, с 2019 года загруженность ABCI выросла вчетверо, и сейчас на ней запущено 360 проектов, 60% из которых от внешних заказчиков. Сценарии использования самые разнообразные, от распознавания видео до обработки естественных языков и поиска новых лекарств.

Новые узлы ABCI 2.0 заметно отличаются по архитектуре от старых

Как и в большей части систем, ориентированных на машинное обучение, упор при модернизации ABCI был сделан на вычислительную производительность в специфических форматах, включая FP32 и BF16. Изначально в состав ABCI входило 1088 узлов, каждый с четырьмя ускорителями V100 формата SXM2 и двумя процессорами Xeon Gold 6148. После модернизации к ним добавилось 120 узлов на базе пары Xeon Ice Lake-SP и восьми ускорителей A100 формата SXM4. Здесь вместо InfiniBand EDR используется уже InfiniBand HDR.

Стойка с новыми вычислительными узлами ABCI 2.0

Согласно предварительным ожиданиям, производительность обновлённого суперкомпьютера должна вырасти практически в два раза на задачах вроде ResNet50, в остальных случаях заявлен прирост производительности от полутора до трёх раз. На вычислениях половинной точности речь идёт о цифре свыше 850 Пфлопс, что вплотную приближает ABCI к системам экза-класса. Разработчики также надеются повысить энергоэффективность системы путём применения специфических ускорителей, включая ASIC, но пока речь идёт о связке Intel + NVIDIA.

ABCI и сейчас можно назвать экономичной системой — при максимальной общей мощности комплекса 3,25 МВт сам суперкомпьютер при полной нагрузке потребляет лишь 2,3 МВт. Поскольку система ориентирована на предоставление вычислительных услуг сторонним заказчикам, модернизировано и системное ПО, в котором упор сместился в сторону контейнеризации.

Примерно через три года начнётся коммерческая эксплуатация суперкомпьютера Post-K, который компании Fujitsu и RIKEN разрабатывают на смену предыдущей совместной системы суперкомпьютера K (начал работать в 2011 году). Новая система Post-K обещает 100-кратно поднять производительность на уровне приложений. И сделано это будет благодаря переходу Fujitsu на ARM-совместимые ядра и новую архитектуру с масштабируемыми векторными инструкциями (Scalable Vector Extensions).

На прошедшей на днях конференции Hot Chips 30 (2018) компания Fujitsu впервые обнародовала спецификации новых процессоров, которые получили обозначение A64FX. Ни «A», ни «64», ни «FX» не имеют отношение к компании AMD, хотя в названии новых суперпроцессоров Fujitsu что-то немного согревает душу. Это процессоры с поддержкой 64-разрядных команд ARM и векторных инструкций длиной до 512 бит. Каждый процессор Fujitsu A64FX будет нести 48 вычислительных ядер и 4 вспомогательных ядра, разделённые на четыре блока, соединённых внутренней кольцевой шиной. Для связи с другими процессорами Fujitsu использует две линии внешнего интерфейса Tofu с пропускной способностью 28 Гбит/с. Строение процессора и внешний скоростной интерфейс обещают значительное наращивание параллелизма в вычислениях.

Fujitsu

Каждый из 13-ядерных блоков поддержан кеш-памятью L2 объёмом 8 Мбайт. Кроме этого каждый из блоков напрямую обращается к модулю стековой памяти HBM2 объёмом 8 Гбайт. Суммарный объём памяти HBM2 у каждого процессора насчитывает 32 Гбайт, а общая скорость доступа достигает 1024 Гбайт/с. Поскольку память HBM2 можно рассматривать в качестве кеш-памяти третьего уровня, все или большинство операций выполняются в процессоре, что обещает отличный прирост производительности.

Процессор Fujitsu A64FX выпускается с использованием 7-нм техпроцесса, очевидно, что на линиях компании TSMC. Он насчитывает 8,7 млрд транзисторов. Пиковая производительность процессора для операций с двойной точностью достигает 2,7 терафлопс. Процессор без потерь на переход может вычислять операции с одинарной точностью и половинной, соответственно, в два и четыре раза быстрее. Также, за что надо благодарить тему машинного обучения, процессор A64FX оптимизирован для обработки 16- и 8-битных целочисленных значений.