La supercomputadora de chips Frontiers de AMD se convirtió en la primera supercomputadora oficialmente reconocida del mundo con un rendimiento de más de 1 exafloop, alcanzando una velocidad operativa de 1,102 ExaFlop / s durante mucho tiempo trabajando con Linpack.
Al hacerlo, inmediatamente obtuvo el primer lugar en la calificación Top-500 recientemente publicada de las supercomputadoras más rápidas del mundo. Al mismo tiempo, está claro que el número de sistemas informáticos basados en AMD en el ranking de este año ha aumentado significativamente. Frontier no solo superó al líder anterior frente al japonés Fugaku, sino que también lo derrotó con una gran ventaja; de hecho, Frontier es más rápido que las siguientes siete supercomputadoras en la clasificación combinada.
Es notable que durante las pruebas continuas con Linpack FP64, el rendimiento de la supercomputadora Frontier alcanzó 1.1 ExaFlops, y el rendimiento máximo del sistema fue de 1.69 ExaFlops. Los creadores de esta computadora súper poderosa agregan que después de una configuración adicional, su rendimiento puede alcanzar las 2 exafloaciones. Recordemos que un ExaFlop equivale a un quintillón de operaciones de coma flotante por segundo.
Al mismo tiempo, Frontier es también el sistema de IA más rápido del planeta, proporcionando un rendimiento de 6,88 ExaFlops en cálculos de precisión mixta en el punto de referencia HPL-AI. Esto equivale a 68 millones de instrucciones por segundo para cada una de las 86 mil millones de neuronas del cerebro humano, lo que ilustra muy bien su enorme poder de cómputo. Es obvio que este nuevo sistema de supercomputadora también competirá por el liderazgo en el campo de la inteligencia artificial con las supercomputadoras recientemente presentadas basadas en los chips de CPU Grace de Nvidia con arquitectura ARM.
Además, el nuevo sistema informático Frontier Test and Development (Crusher) también ocupa el primer lugar en el Green500, lo que significa que la arquitectura frontier es la arquitectura de supercomputadora más eficiente energéticamente del mundo (el sistema informático central de frontier ocupa el segundo lugar en el Top500). Durante las pruebas de calificación, todo el sistema demostró un rendimiento de 52,23 Gflops por vatio, mientras que el consumo fue de 21,1 MW (megavatio). En la carga máxima, el sistema Frontier consume 29 MW.
La escala de la supercomputadora Frontier es realmente impresionante, pero este es solo uno de los muchos logros significativos de AMD en la lista Top-500 de este año. Los potentes dispositivos EPYC basados en AMD ahora están presentes en cinco de las diez mejores supercomputadoras del mundo y en diez de las veinte mejores. De hecho, el EPYC de AMD ahora se usa en 94 de los superordenadores del ranking Top-500, lo que supone un avance sumamente grande porque en noviembre de 2021 había 73 superordenadores con chips AMD, y 49 sistemas similares en junio de 2021. Además, el hardware de AMD se utiliza en más de la mitad de los nuevos sistemas informáticos incluidos en el ranking de este año. La imagen de arriba muestra que los procesadores Intel todavía están presentes en la mayoría de las supercomputadoras en el Top-500, y las GPU de Nvidia también siguen siendo el factor dominante en la aceleración de los cálculos.
Sin embargo, en términos de eficiencia energética, AMD lidera en la última calificación Green-500, además de tener 8 lugares entre los diez primeros y 17 lugares en los veinte mejores superordenadores en este ranking.
La supercomputadora Frontier fue creada por la compañía hpe e instalada en el Laboratorio Nacional del Departamento de Energía (DOE) en Tennessee. El sistema incluye 9408 módulos informáticos, cada uno equipado con un procesador AMD "Trento" de 64 núcleos combinado con 512 GB de RAM DDR4 y 4 GPU modelo AMD Radeon Instinct MI250X. Estos módulos se distribuyen en 74 armarios HPE Cray EX, cada uno con un peso de 8.000 libras (unos 3.630 kg). En general, el sistema tiene 602.112 núcleos de CPU y 4,6 PB (petabytes) de RAM DDR4.
Además, las 37.888 GPU AMD MI250X tienen un total de 8.138.240 núcleos y 4,6 PB de memoria HBM rápida (128 GB en cada procesador gráfico). La CPU y la GPU están conectadas entre sí mediante la estructura de red basada en Ethernet HPE Cray Slingshot-11. Todo el sistema utiliza enfriamiento directo por agua para disipar el calor, con 6,000 galones de agua que pasan a través del sistema utilizando bombas de 350 caballos de fuerza. Estas bombas pueden llenar una piscina olímpica en 30 minutos. El agua en el sistema tiene una temperatura de 85 grados centígrados, lo que contribuye a una alta eficiencia energética porque el sistema no utiliza enfriadores especializados para bajar la temperatura del agua.
Todo el sistema de la nueva supercomputadora está conectado a un subsistema de grabación de datos increíblemente potente, que tiene una capacidad de 700 PB, ancho de banda de 75 TB / s y rendimiento de 15 mil millones de IOPS. El nivel de metadatos se distribuye en 480 unidades flash NVMe rápidas con una capacidad total de 10 PB, mientras que otras 5.400 SSD NVMe proporcionan una capacidad de 11,5 PB para el nivel primario de almacenamiento de datos de alta velocidad. Al mismo tiempo, el disco duro de 47.700 PMR proporciona un espacio en disco adicional de 679 PB.
El ensamblaje de Frontier resultó demasiado difícil porque se tuvieron que comprar 60 millones de componentes de computadora con 685 modelos diferentes para el subsistema ORNL. Durante el ensamblaje fronterizo en sí, se produjo una escasez de chips, que afectó a 167 tipos de componentes ordenados y, por lo tanto, ORNL se enfrentó a una escasez de más de dos millones de componentes. AMD también tuvo problemas ya que no llegó a 15 tipos de componentes especializados para sus GPU MI200. Para abordar esta escasez, ORNL, junto con ASCR, pudo obtener la calificación DPAS adecuada para estos componentes y, por lo tanto, el Gobierno de los Estados Unidos utilizó la Ley de Defensa para obtener los chips y otros componentes necesarios debido a la importancia de la frontera para la defensa nacional.
Frontier recibió oficialmente el título de la supercomputadora más rápida del mundo con un rendimiento de más de 1 gigaflops, pero al mismo tiempo se considera que China tiene hasta dos computadoras de la misma clase. Estos son Tianhe-3 y OceanLight, que según los medios chinos habían superado esta barrera psicológica hace un año. Pero estos sistemas informáticos no fueron presentados al comité Top 500 debido a las tensiones políticas entre Estados Unidos y China. Al mismo tiempo, la falta de solicitudes oficiales para participar en las calificaciones de las 500 mejores supercomputadoras y la presentación de una solicitud como fideicomisario por parte de Gordon Bell han generado serias dudas de que China posea sistemas informáticos de grado exafloico que puedan demostrar el rendimiento necesario en el uso del FP64.
De cualquier manera, hasta el día de hoy Frontier es oficialmente la supercomputadora más rápida del mundo y la primera en superar la barrera exaphloped. Las expectativas son que la supercomputadora basada en chips Aurora de Intel, casi mítica y demasiado retrasada, se presente a fines de este año o a más tardar a principios del próximo año, que se espera que tenga un rendimiento de hasta 2 exaflops y pueda competir con Frontier por el primer lugar en la clasificación de supercomputadoras.
Es interesante lo que Advanced Micro Devices tiene la intención de hacer en un futuro próximo. Se espera la introducción de la nueva generación del Superordenador El Capitán con un rendimiento de más de 2 exaflos, que según la información publicada hasta la fecha está previsto que se presente oficialmente en 2023. Se basará en chips AMD con arquitectura Zen 4 y competirá con Aurora con procesadores Intel por el primer lugar en el prestigioso ranking Top-500 para superordenadores.
En los comentarios a este artículo apareció la interesante opinión de que cuando se trata del rendimiento del rango de exaflopes, está en el nivel de rendimiento del cerebro humano. Y eso significa que en los próximos dos o tres años seremos testigos de un evento interesante. Tal vez incluso se creará y entrenará una llamada inteligencia artificial fuerte entrenada, que pueda hacer frente a tareas y situaciones que hasta ahora solo han estado disponibles para el cerebro humano.
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