Exascale-Durchbruch

HPE-Supercomputer „Frontier“ erzielt 1,1 Exaflops

1. Juni 2022, 10:47 Uhr | Wilhelm Greiner | Kommentar(e)
HPE Frontier
© HPE

Der Supercomputer, den HPE für das Oak Ridge National Laboratory des US-Energieministeriums gebaut hat, ist die neue Nummer 1 der aktuellen Top500-Liste der weltweit leistungsstärksten Supercomputer: Er ist leistungsstärker als die nächsten sieben Supercomputer der Top500-Liste vom Mai zusammen.


Mit „Frontier“ meint der Amerikaner eine Grenzregion mit Aszendent „zu erobernde Grenzregion“. Der klassische Fall ist der sogenannte „Wilde Westen“, aber seit John F. Kennedy wissen wir, dass es da draußen im Weltall auch eine „New Frontier“ gibt. In der IT wiederum herrscht an zu erobernden Grenzregionen eh kein Mangel. Aktuelles Beispiel: HPEs neues „Frontier“-System durchbricht als erster Supercomputer weltweit die Exascale-Schallmauer. Laut HPE-Angaben erreicht es 1,102 Exaflops beim HPL-Benchmark (High-Performance Linpack).

Mit einer theoretischen Spitzenleistung von 2 Exaflops soll Frontier künftig sogar noch höhere Geschwindigkeit erreichen. Das System liegt zugleich als energieeffizientester Supercomputer der Welt auf Platz 1 der Green500-Liste: Mit 52,23 Gigaflops pro Watt ist er 32 Prozent energieeffizienter als sein Vorgänger. Mit einer Leistung von 6,88 Exaflops belegt Frontier zudem den ersten Platz in der Kategorie „Mixed-Precision Computing“, die die Leistung in Formaten bewertet, die üblicherweise für KI zum Einsatz kommen.

Frontier wird nach HPE-Angaben Berechnungen bis zu zehnmal schneller lösen als heutige Spitzenrechner und Probleme bewältigen, die acht Mal komplexer sind. Der Supercomputer wird damit laut HPE-Bekunden erhebliche Auswirkungen auf diverse kritische Bereiche haben, darunter die Krankheitsdiagnose und -prognose, etwa die Krebsforschung, zudem die Arzneimittelforschung, erneuerbare Energien und sowie die Entwicklung neuer Materialien. „Das heutige Debüt des Exascale-Supercomputers Frontier stellt einen Durchbruch bei Geschwindigkeit und Leistung dar und gibt uns die Möglichkeit, Fragen zu beantworten, von denen wir nie wussten, dass wir sie stellen würden“, so Justin Hotard, Executive Vice President und General Manager HPC & AI bei HPE.

Frontier ermögliche nicht nur die Modellierung und Simulation komplexer wissenschaftlicher Forschungsarbeiten in den Bereichen Biologie, Physik und Chemie mit höherer Auflösung, so HPE, sondern werde auch dramatische Durchbrüche in der KI ermöglichen: Das System erlaube es, KI-Modelle zu entwickeln, die 4,5-mal schneller und achtmal größer sind. So könne ein Forschungsteam mehr Daten trainieren, um die Vorhersagbarkeit zu erhöhen und schneller zu Ergebnissen zu gelangen.
      
„Wissenschaftler und Ingenieure aus der ganzen Welt werden diese außergewöhnlichen Rechengeschwindigkeiten nutzen, um einige der schwierigsten Fragen unserer Zeit zu lösen“, , sagte Jeff Nichols, Associate Lab Director Computing and Computational Sciences beim Oak Ridge National Laboratory, „und viele von ihnen werden vom ersten Tag an mit ihrer Forschung beginnen.“

Schwergewicht aus 74 Cray-EX-Cabinets

Frontier ist in jeder Hinsicht ein Schwergewicht: Das System basiert laut HPE auf 74 Cray-EX-Schränken mit einem Gewicht von jeweils über 3,6 Tonnen. Jeder Knoten enthält einen optimierten AMD-EPYC-Prozessor der dritten Generation und vier AMD-Instinct-MI250x-Beschleuniger. Damit umfasst das Gesamtsystem 9.408 CPUs und 37.632 GPUs.

Auf Netzwerkseite bilden dabei laut HPE-Angaben rund 145 Kilometer Slingshot-Interconnect-Kabel das weltweit einzige Hochleistungs-Ethernet-Fabric, das für heutige HPC- und KI-Workloads entwickelt wurde. Das „Cray Clusterstor E1000“-Speichersystem sorge für eine Speicherkapazität von 700 Petabyte, Spitzenschreibgeschwindigkeiten von mehr als 35 Terabyte pro Sekunde und mehr als 15 Milliarden Random-Read-I/O-Operationen pro Sekunde.

Rund 145 Kilometer Slingshot-Interconnect-Kabel bilden ein Hochleistungs-Ethernet-Fabric.
Rund 145 Kilometer Slingshot-Interconnect-Kabel bilden ein Hochleistungs-Ethernet-Fabric.
© HPE

Für hohe Energieeffizienz nutzt das System eine Flüssigkeitskühlung. Zusätzliche Cooling Distribution Units (CDUs) führen laut HPE die Wärme von Prozessoren, GPUs und Switches ab.

Neben Frontier liefert HPE auch Exascale-Supercomputer an das Argonne National Laboratory und das Lawrence Livermore National Laboratory des US-amerikanischen Energieministeriums.

Zeitgleich verkündete HPE eine strategische HPC-Entwicklungspartnerschaft mit SiPearl, einem Unternehmen, das einen stromsparenden ARM-basierten Mikroprozessor für europäische Exascale-Supercomputer entwickelt. Die Partnerschaft zielt darauf ab, die Möglichkeiten des heterogenen Rechnens für Supercomputer zu erweitern und die Einführung von Exascale-Systemen in Europa zu beschleunigen.

Zuerst erschienen auf lanline.de.


Verwandte Artikel

Hewlett-Packard Enterprise

Forschung

Matchmaker+