Το supercomputer MareNostrum4 είναι 12 φορές πιο ισχυρό από το MareNostrum3

87

Το νέο supercomputer του Supercomputing Center της Βαρκελώνης (BSC), MareNostrum 4, θα είναι 12,4 φορές πιο ισχυρό από το ήδη υπάρχον MareNostrum 3. Το κέντρο μόλις ενέκρινε την αγορά του νέου supercomputer που θα έχει την ικανότητα απόδοσης 13.7 Petaflop/s και θα βρίσκεται στο Torre Girona, όπου βρίσκονται και οι προκάτοχοί του, MareNostrum 1, 2 και 3.

 

Η αγορά αυτή είναι προγραμματισμένη να πραγματοποιηθεί από την IBM, η οποία θα ενσωματώσει σε ένα μόνο μηχάνημα δικές της τεχνολογίες μαζί με την τεχνολογία των Lenovo, Intel και Fujitsu. Η σύμβαση έχει ανατεθεί, κατόπιν δημόσιας διαδικασίας υποβολής προσφορών στην οποία συμμετείχαν δύο ακόμα εταιρείες. Η αξία της σύμβασης ανέρχεται στα 30€ εκατομμύρια περίπου. 

 

Συνολικός σκοπός και αναδυόμενες τεχνολογίες

 

Με την συγκεκριμένη αγορά, το BSC-CNS έχει διπλό στόχο: να αποκτήσει μια μηχανή γενικής χρήσης, ικανή να εκτελεί όλους τους τύπους των επιστημονικών και μηχανικών εργασιών, και να παρέχει μόνη της cluster διαμορφωμένα με αναδυόμενες τεχνολογίες. Αυτά τα cluster θα εξυπηρετούν τις ανάγκες κάθε χρήστη και με τη σειρά τους θα επιτρέπουν στο κέντρο να εξετάζει και να αναλύει την απόδοση των πιο πρόσφατων εξελίξεων στο τομέα του supercomputing.

 

Μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση

 

Για το σκοπό αυτό, η νέα μηχανή θα διαθέτει δύο διακριτά μέρη. Tο στοιχείο του συστήματος  γενικής χρήσης που παρέχει η Lenovo, θα διαθέτει 48 ράφια με περισσότερους από 3.400 κόμβους με την επόμενη γενιά επεξεργαστών Intel Xeon και κεντρική μνήμη των 390 Terabytes. Η μέγιστη ισχύς του θα κυμαίνεται περίπου στα 11 Petaflop/s, η οποία επισημαίνεται ότι θα είναι σε θέση να εκτελεί περισσότερες από 11.000 τρισεκατομμύρια πράξεις ανά δευτερόλεπτο, δέκα φορές περισσότερο από ό, τι το MareNostrum3, το οποίο εγκαταστάθηκε μεταξύ του 2012 και 2013. Ανεξαρτήτως της αύξησης της παραγωγικότητας, θα καταναλώνει μόνο το 30% της συνολικής δύναμης, φτάνοντας στο 1.3 MW/year.

 

Αναδυόμενες τεχνολογίες

 

Το δεύτερο στοιχείο του MareNostrum 4 θα σχηματίζεται από cluster τριών διαφορετικών τεχνολογιών που θα προστίθενται και θα ανανεώνονται μόλις θα βγαίνουν σε διαθεσιμότητα. Αυτές οι τεχνολογίες αναπτύσσονται στις ΗΠΑ και στη Ιαπωνία για να επιταχύνουν την άφιξη νέας γενιάς pro-exascale supercomputers.

 

Ένα από αυτά τα cluster θα αποτελείται από επεξεργαστές της BM POWER9 και NVIDIA GPUs, οι οποίοι έχουν τα ίδια εξαρτήματα που η IBM και η NVIDIA θα χρησιμοποιήσουν για τους  Summit και Sierra supercomputers που το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ έχει αναθέσει στους Oak Ridge και Lawrence Livermore National Laboratories. Η ισχύς του Υπολογιστή κυμαίνεται περίπου στο 1,5 Petaflop/s.

 

Το δεύτερο cluster θα απαρτίζεται από Intel Knights Landing (KNL) και Knights Hill (KNH) επεξεργαστές τους οποίους θα παρέχει η Fujitsu και η Lenovo αντίστοιχα. Είναι οι ίδιοι επεξεργαστές που θα βρίσκονται και μέσα στους supercomputers Theta και Aurora, που έχουν αγοραστεί από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ για το Argonne National Laboratory. Η ισχύς τους θα είναι μεγαλύτερη από 0.5 Petaflop/s.

 

Τέλος, το τρίτο cluster θα αποτελείται από 64 bit ARMv8 επεξεργαστές, σύμφωνα με τον οποίο η Fujitsu θα τους παρέχει σε ένα πρωτότυπο μηχάνημα, χρησιμοποιώντας  state-of-the-art τεχνολογίες από τον supercomputer Japanese Post-K. H ισχύς του θα είναι περίπου 0.5 Petaflop/s.

 

Ο στόχος της βαθμιαίας ενσωμάτωσης των αναδυόμενων αυτών τεχνολογιών στον MareNostrum4 θα επιτρέψει στο BSC να λειτουργεί με μερικές από τις πιο state-of-the-art εξελίξεις των επερχόμενων χρόνων και να ελέγχει αν είναι κατάλληλες για μελλοντικές εκδοχές του MareNostrum.

 

Χωρητικότητα Αποθήκευσης

 

Το MareNostrum4 θα έχει χωρητικότητα αποθήκευσης που θα υπερβαίνει τα 10 Petabytes και θα συνδέεται με υποδομές Big της BSC-CNS, που έχουν συνολική χωρητικότητα 24.6 Petabytes. Όπως και οι προκάτοχοι του, το MareNostrum4 θα είναι επίσης συνδεδεμένο στο δίκτυο των Ευρωπαϊκών ερευνητικών κέντρων και πανεπιστημίων διαμέσου των δικτύων RedIris και Geant.

 

PRACE και Spanish Supercomputing Network

 

Η πορεία προς την αναβάθμιση του MareNostrum supercomputer ξεκίνησε με την απόφαση του Συμβουλίου των Υπουργών της Ισπανίας στις 4 και 18 Δεκεμβρίου του 2015. Η απόφαση ενέκρινε τις τροποποιήσεις στον προϋπολογισμό που είναι απαραίτητες για το Υπουργείο Οικονομικών και Ανταγωνισμού, ώστε να συμβάλλει με €34 εκατομμύρια+ ΦΠΑ στο BSC για την αγορά του MareNostrum 4. Τα €30 εκατομμύρια του συνολικού ποσού έχουν διατεθεί για την αγορά των cluster υπολογισμού του MareNostrum 4 και για τις εργασίες σχετικά με τα ηλεκτρικά και τα συστήματα ψύξης που απαιτούνται προκειμένου να λειτουργεί σωστά ο υπολογιστής. Το υπόλοιπα €4 εκατομμύρια έχουν χρησιμοποιηθεί για το παράλληλο αποθηκευτικό σύστημα δίσκων.

 

Όπως και ο προκάτοχος του, MareNostrum 3, έτσι και το νέο supercomputer θα είναι μέρος του Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE), ένα δίκτυο το οποίο έχει στόχο τη δημιουργία ενός Ευρωπαϊκού Υπολογιστή υψηλής απόδοσης.

 

Η άφιξη του MareNostrum 4 θα φέρει νέα εποχή για το PRACE European supercomputing project, στην οποία η Ισπανία θα είναι σε θέση να διατηρήσει το status της ως μέλος, δίπλα στη Γερμανία, τη Γαλλία, την Ιταλία και την Ελβετία, η οποία προσχώρησε πρόσφατα στο δίκτυο.

 

Το MareNostrum 4 θα είναι επίσης μέρος του ισπανικού δικτύου ICTS της μοναδικής επιστημονικής και τεχνολογικής υποδομής στην Ισπανία και του Ισπανικού δικτύου Supercomputing (RES). Το νέο supercomputer θα αυξήσει την ικανότητα υπολογισμού του RES και θα αντικαταστήσει το MareNostrum 3, τα εξαρτήματα του οποίου θα κατανεμηθούν μεταξύ των διαφόρων κόμβων του δικτύου.

 

Σύντομα η ιστορία του MareNostrum     

 

Το Marenostrum είναι η γενική ονομασία που χρησιμοποιείται από το BSC για τις διάφορες εκδόσεις του πιο εμβληματικού supercomputer. Οι μηχανές Marenostrum έχουν υπηρετήσει πάνω από τρεις χιλιάδες επιστημονικά και τεχνικά ερευνητικά προγράμματα, από την πρώτη κιόλας έκδοση το 2004. Εκείνη την εποχή, το Marenostrum είχε υπολογιστική ικανότητα 42.35 TeraFLOP/s (42.350 τρισεκατομμύρια πράξεις ανά δευτερόλεπτο). Το 2006, αναβαθμίστηκε και διπλασίασε την ικανότητά του στα 94.21 TeraFLOP/s. Από την τελευταία αναβάθμιση (2012-2013), το Marenostrum 3 είχε μια μέγιστη απόδοση 1,1 Petaflop/s (εκατόν δέκα τρισεκατομμύρια πράξεις ανά δευτερόλεπτο).

 

Το Marenostrum είναι μία εγκατάσταση στην υπηρεσία της επιστημονικής κοινότητας και της κοινωνίας. Τα supercomputers είναι πλέον ένας από τους βασικούς πυλώνες της επιστήμης και της μηχανικής, αφού χωρίς αυτά θα ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθεί ένας σημαντικός αριθμός ερευνών και έργων, που απαιτούν μεγάλη ικανότητα για τους υπολογισμούς και την επεξεργασία δεδομένων. Χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μοντέλων και προσομοιώσεων, καθώς και για τη διαχείριση τεράστιων ποσοτήτων πληροφοριών που προκύπτουν από μελέτες σε όλους τους επιστημονικούς τομείς.