Гибридный суперкомпьютер HoreKa в 2021 году должен войти в десятку самых мощных компьютеров в Европе

KIT закупает новый суперкомпьютер. С 2021 года суперкомпьютер Карлсруэ (HoreKa) выходит на полную мощность и будет использоваться для исследования сложнейших процессов во многих областях науки. (Графика: SCC / KIT)

После выхода на новые горизонты производительности, во всех областях наук, от астрофизики до наук о жизни: исследователи используют самые быстрые в мире высокопроизводительные компьютеры необходимые для изучения и понимания природных и технических процессов во всей их сложности. Осенью 2020 года Технологический институт Карлсруэ (KIT) представит первый этап новой суперкомпьютерной системы для многих научных областей. Полная система HoreKa будет передана научным сообществам к лету 2021 года. Подписанный контракт на закупку составляет порядка 15 миллионов евро.
«Исследования с использованием суперкомпьютеров способствуют созданию современного и устойчивого общества», - пояснил профессор Хольгер Ханселка, президент KIT. «С помощью суперкомпьютеров исследования в таких ключевых областях, как энергетика, окружающая среда, мобильность и медицина, позволят быстрее находить новые решения. Таким образом, HoreKa идеально вписывается в стратегию KIT по внесению значительного вклада в решение проблем, стоящих перед обществом»
«Высокопроизводительные вычисления означают быстрое развитие науки. С их постоянно растущими пиковыми характеристиками суперкомпьютеры имеют решающее значение как для передовых исследований, так и для разработки инновационных продуктов и процессов в ключевых экономических областях. Благодаря таким институтам, как KIT, Баден-Вюртемберг является европейским лидером в области суперкомпьютеров и конкурентоспособен на международном уровне в этой области. Это не только впечатляющая вычислительная мощность машин, но и концентрированный методологический опыт, который позволяет нашим компьютерным исследованиям на высшем уровне достичь потрясающих результатов», - сказала министр науки Баден-Вюртемберга Терезия Бауэр.
Ожидается, что новый Hochleistungrechner Karlsruhe (по-немецки высокопроизводительный компьютер Karlsruhe), для краткости HoreKa, станет одним из десяти самых мощных компьютеров в Европе в 2021 году и будет иметь вычислительную мощность более 17 PetaFLOPS - 17 квадриллионов вычислений. операций в секунду, что соответствует производительности более 150 000 ноутбуков.
Система будет доступна ученым со всей Германии. Благодаря новому суперкомпьютеру исследователи в области наук о материалах, наук о земных системах, исследований в области энергетики и подвижности в машиностроении, науках о жизни и физике частиц и астрочастиц смогут получить более глубокое понимание очень сложных природных и технических процессов. Конечно, HoreKa может также использоваться учеными, изучающими вирус SARS-CoV-2, и, таким образом, будет способствовать борьбе с болезнью COVID-19.

Компьютеры и хранение данных идут рука об руку.

С помощью HoreKa исследователи могут анализировать гораздо больше деталей в больших системах, расширяя тем самым обычное моделирование до так называемого многомасштабного моделирования. «Моделирование климата и модели системы Земли, например, позволят получить более точное разрешение и, следовательно, более высокий уровень детализации», - объясняет профессор Мартин Франк, директор Центра вычислительных технологий Штайнбух (SCC) KIT. «Однако, помимо чистой вычислительной мощности, требования к файловым системам также растут с точки зрения как емкости, так и задержки. С HoreKa мы последовательно продолжаем стратегическую ориентацию SCC на обработку данных с интенсивным использованием данных».
«В настоящее время на рынке оборудования происходят самые разнообразные технические разработки, - говорит д-р Дженнифер Шрётер, руководитель группы высокопроизводительных вычислений SCC. «Наши технические требования были высокими, но процесс проведения торгов был преднамеренно открыт в отношении точных технологий, используемых для того, чтобы дать нашим участникам возможность разрабатывать самые мощные из возможных систем».

Две инновационные чиповые технологии - одна высокопроизводительная система

В результате появилась инновационная гибридная система с почти 60 000 ядер нового поколения Intel Xeon Scalable Processor и 220 терабайтами основной памяти, а также 740 Tensor Core GPU NVIDIA A100. Неблокирующая сеть NVIDIA Mellanox InfiniBand HDR со скоростью 200 Гбит / с на порт используется для связи между узлами. Две параллельные файловые системы Spectrum Scale предлагают общую емкость хранения более 15 петабайт. Компьютерные системы производятся компанией Lenovo, а генподрядчик Pro-Com Datensysteme GmbH из Айслингена под Штутгартом отвечает за координацию проекта, системную интеграцию, доставку и поддержку клиентов.
«Мы с нетерпением ждем возможности запустить эту систему вместе с нашими партнерами Lenovo и KIT и передать ее пользователям», - говорит Оливер Килл, управляющий директор Pro-Com. С HoreKa pro-com не только отмечает свой 30-летний юбилей в 2020 году, но и является крупнейшим заказом в истории компании.

Машинное обучение поддерживает исследователей-людей

«Искусственный интеллект и машинное обучение могут значительно ускорить научные вычисления в наиболее важных областях исследований, где решаются мировые проблемы», - говорит Марк Хэмилтон, вице-президент по решениям архитектуры и проектирования в NVIDIA. «NVIDIA A100 Tensor Core GPU далее поддержать это ускоренное исследование, и вместе с технологией NVIDIA Mellanox InfiniBand новый суперкомпьютер KIT ускорит научные открытия для широкого круга важных исследований».
Другим центральным аспектом в дизайне системы был огромный объем данных, сгенерированных научно-исследовательскими проектами. В зависимости от приложения, несколько сотен терабайт данных могут быть сгенерированы за одно моделирование. Чтобы идти в ногу с растущими объемами данных, вычислительные узлы, сеть InfiniBand и параллельные файловые системы HoreKa будут обеспечивать до четырехкратной пропускной способности своей предшественницы ForHLR.
Многоуровневая концепция хранения данных гарантирует высокопроизводительную обработку данных во внешних системах хранения. При скорости передачи данных до 45 ГБ / с HoreKa также будет подключен к «Средству крупномасштабных данных» (LSDF) SCC, которое предоставляет современную инфраструктуру для хранения, администрирования, архивирования и анализа исследований. данные с 2010 года.
Сотрудники ГТК выбрали название HoreKa производное от «GridKa» и «Грид-вычислительный центр Карлсруэ». Он также расположен в SCC и уже более 15 лет успешно предоставляет возможности хранения и анализа данных для крупномасштабных экспериментов по всему миру, включая Большой адронный коллайдер (LHC) в CERN в Швейцарии. Одним из величайших успехов GridKa является участие в открытии частицы Хиггса в июле 2012 года. GridKa является крупнейшим и наиболее мощным центром обработки данных в своем роде.

https://www.kit.edu/kit/english/pi_2020_035_kit-procures-new-supercomputer.php