2台の巨大な新しいスーパーコンピューターを入手

米国政府は今日、より高速なスーパーコンピューターが科学の最大の問題のいくつかを解決するのに役立つと大いに賭けた。2つの巨大なスーパーコンピューターを構築する計画で、それぞれが今日の最速のマシンよりも数倍高速になるだろう。

これには、オークリッジ国立研究所（ORNL）のサミットとローレンスリバモア国立研究所（LLNL）のシエラと呼ばれる新しいマシンを含む、新しいスーパーコンピューターの構築のための3億2, 500万ドルと、極端な研究開発のための1億ドルが含まれますFastForward2と呼ばれるプログラムでスーパーコンピューティングテクノロジーを拡張します。 Summitは、150〜300ピークペタフロップス/秒（毎秒数十億の浮動小数点計算）を提供し、Sierraは、現在の最速マシン（Tianhe-2）の54.9ピークペタフロップス/秒と比較して、100ペタフロップス/秒を超えると予想されます「エクサスケールコンピューティング」に向けて。

これを概観すると、数か月前のTop500システムの合計計算能力は274ペタフロップス/秒でした（新しいTop500リストは来週、SuperComputing 14のショーと共に発表されます）。 両方のシステムはIBMによって構築され、IBM PowerアーキテクチャCPU、Nvidia Tesla GPU、およびMellanoxインターコネクトに基づいています。

IBM Systems&Technology GroupのシニアバイスプレジデントであるTom Rosamillaは、データをコンピューティングの近くに配置することにより、データの移動を可能な限り排除するように設計された新しい「データ中心アーキテクチャ」を使用するシステムについて説明しました。 IBMは、これはビッグデータで最先端の費用対効果の高いモデリング、シミュレーション、アプリケーション、および分析を提供するように設計されており、OpenPowerイニシアチブ（NvidiaとMellanoxがメンバー）を活用します。

その一環として、2016年に予定されているPascalアーキテクチャに続く2017年に予定されているVoltaアーキテクチャと単一サーバーノード内のすべてのプロセッサ間の接続に同社のNVLinkテクノロジーに基づいたNvidia Tesla GPUを使用します。 Nvidia向けTesla GPUアクセラレーテッドコンピューティングのゼネラルマネージャーSumit Guptaは、NVLinkを「GPUの最初の高速相互接続」として説明し、GPUと別のGPU間、およびGPUとパワーCPU。 （第1世代のNVLinkは2016年です。新しいシステムは第2世代を使用します。）システム内のノードは、次世代のMellanox EDR 100 Gb / s InfiniBandインターコネクトを使用して接続されます。

IBMは、各システムのピークパフォーマンスは「100ペタフロップスを大きく上回り」、5ペタバイトを超えるダイナミックメモリとフラッシュメモリでバランスが取れ、1秒あたり17ペタバイトを超えるデータをプロセッサに移動できると述べています。同社によると、1秒間に1, 000億枚以上の写真を移動することに相当します）。

ORNLのコンピューティングおよび計算科学のアソシエイトラボラトリーディレクターであるジェフリーニコルズは、アーキテクチャを「共有メモリフットプリントが非常に大きい少数のノード」と説明し、開発者が現在ORNLの現在実行している並列ロードを最適化し、より効率的に実行できるようになると述べましたタイタンシステム。 ORNLによれば、Summitシステムには3400以上のノードが含まれ、各ノードには複数のIBM Power 9プロセッサーと複数のNvidia Volta GPUが含まれ、512 GBを超えるDDR4と高帯域幅メモリーを備えています（一貫した設計で、すべてのCPUおよびGPU）と800 GBの不揮発性RAMを搭載し、40テラフロップス以上のピークパフォーマンスを実現します。 1TB / sのI / O帯域幅と120 PBのディスク容量を備えたGPFS Storage Serverシステムが搭載されます。 これにより、最終的にORNLの現在のTitanシステムが置き換えられます。これは、AMD OpteronプロセッサとNvidia Kepler CPUをベースにした27ペタフロップスのCrayシステムです。Nicholsは、SummitはTitanの5〜10倍のパフォーマンスを提供する必要があると述べています。 Summitは2017年に配信され、2018年にユーザーが利用できるようになる予定です。

Summitシステムの対象アプリケーションには、燃焼科学（燃焼エンジンの効率を25〜50％向上させようとする）、気候変動科学、エネルギー貯蔵、および原子力が含まれます。 ニコルズ氏は、サミットでORNLがラボで行っている科学の「視野を広げる」ことを認めるべきだと述べた。

Sierraと呼ばれるLLNLシステムは、主に兵器科学と評価で設計された、National Nuclear Security Administration（NNSA）Advanced Simulation and Computing（ASC）プログラムを対象としています。 LLNLのASCプログラムディレクターであるマイクマッコイによると、スーパーコンピューターにより、実験室は核実験に戻ることなく国の核備蓄のシミュレーションを行うことができます。 彼は、研究室の3D武器シミュレーションコードは「地球上で最も複雑なアプリケーションの1つ」であると述べました。 彼は、これは政府が既製のシステムを購入する場合ではなく、プログラマーとシステム設計者がアーキテクチャで共同作業する「共同設計」のケースだと指摘しました。

オークリッジ、アルゴンヌ、およびローレンスリバモア国立研究所（CORAL）のコラボレーションとして知られるエネルギー省プログラムの一部である両方のシステムは、高性能コンピューティングの開発を加速することを目的としています。 IBMによると、こうしたシステムのプログラミングは今日から開始できるが、システムは2017年または2018年までインストールされないという。CORALプログラムの一環として、Argonne National Labも新しいスーパーコンピューティングを導入する予定だが、まだ発表していない。

全体的に、ニコルズ氏は、サミットとシエラを「エクサスケールに向けた初期段階」と見なし、同じアーキテクチャの道筋に沿った将来のシステムを楽しみにしており、ベンダーとの長いコラボレーションを期待していると述べました。 彼は、サミットが発表されてから約5年後に、エクサスケールのコンピューターを手に入れることを望んでいると語った。

また、AMDは本日、FastForward2プロジェクトの一環として、ヘテロジニアスシステムアーキテクチャ（HSA）ベースのアクセラレーションプロセッシングユニット（APU）に基づくエクサスケールノードアーキテクチャを研究し、新しい将来のメモリインターフェイスの標準。 DOEは、AMD、Cray、IBM、Intel、およびNvidiaがFastForward2プロジェクトをリードすると述べました。 （IntelとCrayは本日発表されたスーパーコンピューターには関与していませんが、引き続きこの分野の大企業であるため、Argonneの計画に関与しているかどうかは興味深いでしょう。）