En turbolader til supercomputeren JUWELS

Jülich supercomputeren JUWELS får en storebror, et såkaldt booster-modul, som Forschungszentrum Jülich, Atos, og ParTec er blevet enige. Modulet, udstyret med flere tusinde grafikprocessorer, er designet til ekstrem computerkraft og kunstig intelligens opgaver. Det er designet som et fransk-tysk projekt sammen med NVIDIA og Mellanox ved hjælp af co-design-processen. Med lanceringen af ​​boosteren i 2020, JUWELS' regnekraft vil blive øget fra i øjeblikket 12 til over 70 petaflops. Dette svarer til 70 billioner computeroperationer i sekundet eller kraften på mere end 300, 000 moderne pc'er – ingen computer i Europa regner i øjeblikket hurtigere.

"Jülich Wizard for European Leadership Science, "JUWELS for kort, følger det nye princip for den modulære supercomputing-arkitektur udviklet i Jülich. Dette tillader forskellige moduler, som er skræddersyet til forskellige krav, skal bringes sammen ved hjælp af ensartet systemsoftware og sammenkobles til en enkelt, ultrafleksibel supercomputer.

Det første modul, det såkaldte klyngemodul, imponerer med sin alsidighed og brugervenlighed. Den gik i drift i 2018 og var fra starten designet til udvidelse med yderligere moduler. Langt det største af disse moduler er det kommende boostermodul udstyret med grafikprocessorer, som kan bruges til at behandle store mængder data og særligt computerintensive programdele parallelt med maksimal effektivitet - for eksempel til simuleringer i stor skala eller maskinlæring.

Da det første modul af JUWELS blev installeret, ikke alle de nødvendige komponenter til at bygge boosteren var tilgængelige på markedet. Nu er alle de dele, der kræves til et velafbalanceret højtydende computermodul, tilgængelige for at gøre det muligt at bygge denne nye udvidelse.

Nyt supercomputerkoncept fra Jülich

"Den modulære supercomputing-arkitektur gør det muligt at integrere de bedste tilgængelige teknologier fleksibelt og uden kompromis, " forklarer prof. Thomas Lippert, Direktør for Jülich Supercomputing Center (JSC). "Modularitet er vores svar på de stadig mere komplekse og heterogene krav, som applikationskoder stiller til supercomputere. Det giver os mulighed for at realisere exascale omkostningseffektivt og vil endda gøre det muligt at integrere eksotiske fremtidige teknologier såsom kvantecomputere."

Konstruktionen af ​​en exascale computer forfølges verden over som det næste store skridt inden for High Performance Computing (HPC). Med en billion (10^18) computeroperationer i sekundet, sådan en computer er mindst én størrelsesorden stærkere end nutidens hurtigste supercomputere.

Ideen om modulær supercomputing blev udtænkt af Lippert og ført ud i livet under ledelse af Dr. Estela Suarez, JSC, sammen med ParTec i de EU-finansierede forskningsprojekter DEEP og DEEP-ER med hjælp fra mange europæiske partnere fra forskning og industri. "JUWELS-boosteren er banebrydende for udviklingen af ​​et europæisk exascale-system, fordi det tillader Europas førende rolle inden for systemarkitektur at komme i spil, " siger Bernhard Frohwitter, direktør for ParTec.

Hardware partnere fra Europa, Israel og USA

JUWELS-boosteren er baseret på BullSequana XH2000 supercomputer-serien fra Atos. "Udstyret med vores seneste mest kraftfulde accelererede blade giver BullSequana-platformen Jülich den mest effektive computerinfrastruktur, når vi rykker mod exascale. Den understøtter også Jülichs forpligtelse til bæredygtig udvikling med vores patenterede Direct Liquid Cooling varmtvandsløsning, sagde Agnès Boudot, Senior Vice President, Head of HPC &Quantum hos Atos.

En unik egenskab ved det modulære JUWELS-system er, at det er lige så velegnet til de mest krævende opgaver inden for simuleringer og maskinlæring, dvs. kunstig intelligens, og kan nemt kombinere begge områder. "JSC bruger vores næste generations GPU'er til datacentre i JUWELS' boostermodul for at opfylde disse krav med den højeste energieffektivitet, " sagde Marc Hamilton, VP, Løsningsarkitektur og teknik, NVIDIA.

Den ekstremt høje netværksydelse, der kræves til den modulære computer, kommer fra Mellanox. "Vores 200 Gb/s HDR InfiniBand-teknologi tilbyder verdensførende datagennemstrømning og ekstremt lav latenstid, leverer netværkets ydeevne, der matcher processorkraften af ​​JUWELS Booster's computerknudepunkter. Ud over, de fleksible adaptive routing- og kontrolmuligheder gør det muligt for JUWELS at fungere som en samlet modulær supercomputer, " sagde Gilad Shainer, SVP for marketing hos Mellanox Technologies.