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.

«Инициатива Чан Цукерберг» (CZI), благотворительная организация основателя Facebook✴ Марка Цукерберга (Mark Zuckerberg), намерена создать высокопроизводительный вычислительный кластер с ускорителями NVIDIA. Об этом сообщает ресурс Datacenter Dynamics. Говорится, что в основу платформы лягут более тысячи изделий NVIDIA H100. Кластер планируется использовать для биомедицинских исследований с применением средств ИИ.

Суперкомпьютер будет использоваться для разработки открытых моделей человеческих клеток. При этом планируется применять прогностические методы, обученные на больших наборах данных, таких как те, которые интегрированы в программный инструмент Chan Zuckerberg CELL by GENE (CZ CELLxGENE). Модели также будут обучаться на данных, полученных исследовательскими институтами CZ Science, таких как атлас расположения и взаимодействия белков OpenCell и клеточный атлас Tabula Sapiens, созданный Биоцентром Чана Цукерберга в Сан-Франциско (Biohub San Francisco).

Источник изображения: pixabay.com

Разработка цифровых моделей, способных предсказывать поведение различных типов клеток, поможет исследователям лучше понять здоровое состояние организма и изменения, происходящие при различных заболеваниях.

Корпорация Intel, по сообщению сайта Datacenter Dynamics, намерена создать один из самых мощных в мире суперкомпьютеров для работы с генеративным ИИ. Ресурсы платформы будет использовать компания Stability AI, реализующая проекты в соответствующей сфере. В основу НРС-платформы лягут процессоры Xeon. Кроме того, говорится об использовании приблизительно 4000 ускорителей Gaudi2.

Проект Intel и Stability AI поможет компаниям укрепить позиции на рынке генеративного ИИ. О сроках запуска системы в эксплуатацию и её предполагаемой производительности ничего не сообщается. Ранее Intel обнародовала результаты тестирования Gaudi2 в бенчмарке GPT-J (входит в MLPerf Inference v3.1), основанном на большой языковой модели (LLM) с 6 млрд параметров. По оценкам, Gaudi2 может стать альтернативой решению NVIDIA H100 на ИИ-рынке.

Источник изображения: pixabay.com

Тем не менее, H100 по-прежнему превосходит конкурентов в плане обработки ИИ-задач. Ранее NVIDIA анонсировала программное обеспечение TensorRT-LLM с открытым исходным кодом, специально разработанное для ускорения исполнения больших языковых моделей (LLM). По оценкам NVIDIA, применение TensorRT-LLM позволяет вдвое увеличить производительность ускорителя H100 в тесте GPT-J 6B. При использовании модели Llama2 прирост быстродействия по сравнению с А100 достигает 4,6x.

Schneider Electric выступила с важным заявлением — оборудование для эффективной работы с ИИ-системами оказалось столь ресурсоёмким, что, возможно, операторам и строителям дата-центров придётся пересмотреть принципы создания и модернизации подобных объектов. Компания в своём исследовании даже отметила, что некоторые существующие ЦОД вряд ли подлежат модернизации в принципе.

Дело в том, что ИИ-системы обычно требуют сетевой инфраструктуры с низким временем задержки передачи данных в больших объёмах и «уплотнения» стоек, к чему инфраструктурные характеристики нынешних ЦОД просто не готовы. В условиях, когда один современный ускоритель может потреблять более 700 Вт, а серверные системы перешагнули за 10 кВт, мощностей современных ЦОД явно недостаточно, ведь для тренировки современных больших языковых моделей (LLM) за разумное время нужен не один-два ускорителя, а десятки или сотни стоек.

Фото: Anthony Indraus / Unsplash

В Schneider Electric заявляют, что большинство дата-центров имеет лимит в 10–20 кВт на стойку, а для работы с LLM крайне выгодно упаковать как можно больше оборудования в одну стойку, чтобы уменьшить задержки, избежать заторов в сети и вообще поменьше тратиться на интерконнект. Именно для этого NVIDIA, например, развивает NVLink. Хотя дешёвым такое решение вряд ли не назовёшь, по TCO оно действительно может оказаться выгоднее. Впрочем, с инференсом ситуация не столь печальна, поскольку ресурсов требуется гораздо меньше.

Источник: Schneider Electric

Так или иначе, встаёт вопрос о повышенном энергоснабжении стоек (более 20 кВт) и эффективном теплоотводе этой мощности. Проблемы разрешимы, но операторам придётся менять физическую инфраструктуру. Например, необходим переход с 120/208 В на 240/415 В, который позволит уменьшить число цепей. Впрочем, в самой Schneider Electric подчёркивают, что даже современные мощные PDU плохо подходят для таких нагрузок — их надо или ставить несколько на стойку, или вообще заказывать кастомные. Более того, придётся озаботиться защитой от появления дуговых разрядов.

Источник: Schneider Electric

Что касается охлаждения, то Schneider Electric поставила лимит в 20 кВт/стойку, выше которого избежать СЖО уже никак не удастся. Компания склоняется к системам прямого жидкостного охлаждения с водоблоками для горячих компонентов, а вот к погружным СЖО относится прохладно, особенно к двухфазным СЖО. Причина кроется в использование в них PFAS-химикатов, запрет которых возможен в Евросоюзе. В любом случае рекомендуется внимательно отнестись к выбору СЖО из-за фактического отсутствия единых стандартов.

Источник: Schneider Electric

Если особенности строений всё-таки допускают модернизацию (а это далеко не всегда так), рекомендуется использование более широких стоек высотой от 48U (не забыв про высоту проёмов и ворот) с глубиной монтажа оборудования не менее 40″, способных выдерживать статическую нагрузку не менее 1,8 т. Наконец, Schneider Electric советует использовать широкий ассортимент специализированного ПО для управления инфраструктурой ЦОД, электроснабжением и прочими аспектами работы — такое ПО способно выявить возможные проблемы до того, как они окажут критическое влияние на критические для бизнеса рабочие процессы.

Высокопроизводительный вычислительный комплекс для Исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL), по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, прибыл на базу Райт-Паттерсон в Огайо. Суперкомпьютер, построенный Penguin Computing, получил название Raider.

Изображения: AFRL

Новая НРС-система имеет производительность приблизительно 12 Пфлопс. Raider является частью более широкой программы модернизации высокопроизводительных вычислений Министерства обороны и будет доступен ВВС, армии и флоту США. Суперкомпьютер примерно в четыре раза мощнее своего предшественника — комплекса Thunder, запущенного в 2015 году: у этой системы производительность составляет 3,1 Пфлопс. Использовать Raider планируется прежде всего для решения сложных задач в области моделирования различных процессов.

В опубликованных в прошлом году документах говорится, что Raider должен был получить 189 тыс. вычислительных ядер. Предполагалось, что система будет включать 356 узлов различного назначения и конфигурации и получит процессоры AMD EPYC 7713 (Milan), 44 Тбайт RAM, 152 ускорителя NVIDIA A100, 200G-интерконнект InfiniBand HDR и 20-Пбайт хранилище. Однако заявленная производительность этой системы составляла 6,11 Пфлопс, так что характеристики суперкомпьютера явно скорректировали.

В дополнение к Raider Исследовательская лаборатория ВВС США заказала два других суперкомпьютера — TI-23 Flyer и TI-Raven, которые, как ожидается, будут обеспечивать производительность на уровне 14 Пфлопс. Ввод этих систем в эксплуатацию запланирован на 2024 год.

Компания NVIDIA начала сотрудничество с канадской Xanadu Quantum Technologies для того, чтобы запустить крупномасштабную симуляцию квантовых вычислений на суперкомпьютере. Как сообщает Silicon Angle, исследователи используют новейший фреймворк PennyLane компании Xanadu и разработанное NVIDIA ПО cuQuantum для создания квантового симулятора.

PennyLane представляет собой фреймворк с открытым кодом, предназначенный для «гибридных квантовых вычислений», а инструменты cuQuantum для разработки программного обеспечения позволяют организовать симулятор квантовых вычислений, используя высокопроизводительные кластеры ускорителей. Вычислительных ресурсов действительно требуется немало, поскольку для воспроизведения работы квантовой модели из около 30 кубитов потребовалось 256 ускорителей NVIDIA A100 в составе суперкомпьютера Perlmutter.

Источник изображения: geralt/pixabay.com

Как заявляют в Xanadu, комбинация PennyLane и cuQuantum позволяет значительно увеличить число симулированных кубитов — ранее подобных возможностей просто не было. Тесты cuQuantum с одним ускорителем показали повышение производительности симуляции на порядок. Уже к концу текущего года учёные рассчитывают масштабировать технологию до 1 тыс. узлов с использованием 4 тыс. ускорителей, что позволит создать симуляцию более 40 кубитов.

Источник изображения: Xanadu

Учёные утверждают, что крупными симуляциями в результате смогут пользоваться даже стажёры. Всего планируется реализация не менее шести проектов с использованием соответствующей технологии для изучения физики высоких энергий, систем машинного обучения, развития материаловедения и химии. Xanadu уже сейчас работает с Rolls-Royce над разработкой квантовых алгоритмов, позволяющих создавать более эффективные двигатели, а также с Volkswagen Group над проектами по созданию эффективных аккумуляторов.

В Великобритании будет реализован новый амбициозный проект в сфере вычислительных технологий. Как сообщает Network World, власти страны объявили о строительстве нового суперкомпьютера стоимостью £900 млн ($1,1 млрд) и центра по исследованию систем искусственного интеллекта (ИИ). Анонс состоялся в преддверии AI Safety Summit, где будут присутствовать представители власти, ИИ-компаний и исследователи, которые обсудят риски, связанные с развитием ИИ-технологий, и меры, которые можно будет принять на международном уровне для их смягчения.

Isambard-3 пообещали разместить на площадке в Бристоле в этом году. Машина будет включать тысячи передовых ускорителей и станет одним из самых мощных суперкомпьютеров Европы. Бристоль уже является одним из центров исследований ИИ-систем. На базе Бристольского университета будет создан национальный центр AI Research Resource (AIRR или Isambard-AI) для поддержки исследований в сфере ИИ, в том числего его безопасного использования.

Источник изображения: franganillo/pixabay.com

Суперкомпьютер и AIRR финансируются за счёт средств, выделить которые британское правительство пообещало ещё в марте текущего года. Британские власти ожидают, что центр в Бристоле станет «катализатором» для научных открытий и позволит Великобритании держаться в числе лидеров разработки ИИ, а суперкомпьютер поможет экспертам и исследователям использовать «меняющий правила» потенциал ИИ-систем. Отметим, что ранее Великобритания покинула EuroHPC в связи с Brexit'ом, что несколько затормозило развитие HPC-сферы в стране.

Пока не раскрываются технические детали нового суперкомпьютера, хотя первые данные о его спецификациях появились ещё в мае. Правда, тогда речь шла только об использовании Arm-процессоров NVIDIA Grace. Это уже третье поколение HPC-систем на базе Arm, Isambard и Isambard 2 базировались на Cavium ThunderX2 и Fujitsu A64FX соответственно, причём основным поставщиком всех трёх систем является HPE/Cray.

Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики США сообщила о том, что вычислительный комплекс Polaris, предназначенный для решения ИИ-задач, устанавливает высокие стандарты производительности СХД в бенчмарке MLPerf Storage AI.

Суперкомпьютер Polaris, разработанный в сотрудничестве с Hewlett Packard Enterprise (HPE), объединяет 560 узлов, соединенных между собой посредством интерконнекта HPE Slingshot. Каждый узел содержит четыре ускорителя NVIDIA A100 и два накопителя NVMe вместимостью 1,6 Тбайт каждый.

Задействована платформа хранения HPE ClusterStor E1000, которая предоставляет 100 Пбайт полезной ёмкости на 8480 накопителях. Заявленная скорость передачи данных достигает 659 Гбайт/с. Вычислительный комплекс смонтирован на площадке Argonne Leadership Computing Facility (ALCF). Пиковая производительность составляет около 44 Пфлопс.

Источник изображения: ALCF

Быстродействие Lustre-хранилища оценивалась с использованием двух рабочих нагрузок MLPerf Storage AI — UNet3D и Bert. Данные размещались как в основном хранилище, так и на NVMe-накопителях в составе узлов суперкомпьютера, что позволило эмулировать различные рабочие нагрузки ИИ.

В тесте UNet3D с интенсивным вводом-выводом суперкомпьютер достиг пиковой пропускной способности в 200 Гбайт/с для основного хранилища HPE ClusterStor E1000. В случае NVMe-накопителей продемонстрирован результат на уровне 800 Гбайт/с. Менее интенсивная рабочая нагрузка Bert также показала высокие результаты, что говорит о возможности эффективного выполнения современных ИИ-задач.

Аналитики Morgan Stanley, по сообщению Datacenter Dynamics, полагают, что запуск суперкомпьютера Dojo позволит Tesla увеличить свою рыночную стоимость на $500 млрд. Иными словами, капитализация компании Илона Маска может подняться приблизительно на 60 %.

Tesla намерена до конца 2024 года потратить на проект Dojo более $1 млрд. Этот вычислительный комплекс поможет в разработке инновационных технологий для роботизированных автомобилей. В составе системы будут применяться чипы собственной разработки Tesla D1. В перспективе производительность Dojo планируется довести до 100 Эфлопс.

По состоянию на сентябрь 2023 года рыночная капитализация Tesla составляет около $778 млрд при стоимости ценных бумаг примерно $248. Отмечается, что цена акций компании в течение нынешнего года уже выросла более чем вдвое после снижения в 2022-м. Morgan Stanley прогнозирует, что после ввода системы Dojo в эксплуатацию стоимость ценных бумаг Tesla поднимется примерно на 60 % — до $400.

Источник изображения: Tesla

«Чем больше мы анализировали проект Dojo, тем больше осознавали потенциальную возможность недооценки акций Tesla», — сказал аналитик Morgan Stanley Адам Джонас (Adam Jonas). Предполагается, что Dojo поможет ускорить развитие технологий автопилотирования, а также усилит позиции Tesla в сегменте облачных сервисов. Ранее генеральный директор Tesla Илон Маск заявлял, что компания разрабатывает систему отчасти из-за того, что не может получить достаточное количество ускорителей на базе GPU для удовлетворения своих потребностей.

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.