Věda | Superpočítače | Japonsko

Japonsko už testuje čipy pro superpočítač s výkonem v EFLOPS. Bude to největší systém na bázi architektury ARM

  • Japonsko se chce opět stát jedničkou v oblasti superpočítačů
  • Testuje nový typ čipů postavených na upravené architektuře ARM
  • Výkon finálního superpočítače by měl přesahovat 1 EFLOPS

Japonsko v rámci spolupráce vládní vědecké organizace RIKEN a Fujitsu oznámilo, že pracuje na novém superpočítači, který prolomí hranici výkonu jednoho EXAFLOPu a stane se tak opět na nějakou dobu nejvýkonnějším počítačem na planetě. K tomu by měly pomoci zcela nové čipy postavené na upravené architektuře ARM.

Tabulka nejvýkonnějších superpočítačích v posledních měsících a týdnech zažila velkou změnu, na první pozici se po několika letech opět dostal americký superpočítač a v první desítce pak ještě několik dalších. Všechno díky většímu nasazení výpočetních grafických karet od Nvidie, které přináší výrazný skok ve výkonu a efektivitě. Ale zatímco současný nejvýkonnější model Summit od IBM se pyšní výkonem 122 PFLOPS, Japonsko míří mnohem výše.

Nástupce japonského K

Japonsko už v roce 2011 představilo vlastní superpočítač „K“, který se stal prvním superpočítačem s výkonem přes 10 PFLOPS a udržel si první příčku v seznamu Top500.org (test Linpack) po dobu jednoho roku, než ho překonal model Sequoia od IBM. Z pohledu množství superpočítačů patří Japonsko určitě k výjimečné zemi – má totiž třetí největší počet superpočítačů na světě, hned po USA a první Číně. Superpočítač K a jeho architektura je přitom překvapující i dnes – stále vede například v žebříčku Graph500.org.

Ale zatímco u superpočítače K byl výkon tvořen převážně specializovanými procesory SPARC64 VIIIfx od Fujitsu, tentokrát dochází k velké změně. Základem „post-K“ superpočítač totiž bude čip na bázi upravené a rozšířené architektury ARM, která se používá třeba u mobilních telefonů a další elektroniky.

Konkrétně půjde o architekturu ARMv8A-SVE (Scalable Vector Extension, 512bit), která umožní použití v obrovském počtu čipů do společného výpočtu a také pro náročnější výpočty.

Čip bude ve dvou verzích – jeden bude mít 48 základních jader a 2 přídavná jádra pro jednotlivé nody a druhý bude mít 48 jader a 4 jádra obsluhující síťovou a komunikační infrastrukturu. Jeden nod pak bude zahrnovat jeden procesor a v jednom racku jich bude celkem 384 (celkový počet racků Fujitsu zatím neprozradilo). Jako souborový systém se bude používat FEFS a operačním systémem bude samozřejmě Linux.

Největší systém na bázi ARMu

Aby bylo možné postavit efektivní počítačový systém, který dosáhne do oblasti EXAFLOPS, je nutné mít i pokročilý systém spojení mezi jednotlivými čipy a nody. Důležitá je přitom nejen propustnost, ale i nízká odezva.

Fujitsu prozradilo, že bude používat šestirozměrnou topologii Tofu 6D Mesh/Torus (Torus interconnect), kterou původně vyvinulo i pro předchozí superpočítač K. Jako je v poslední době zvykem, Fujitsu s vědeckým týmem z organizace RIKEN rovněž optimalizují výkon s poloviční přesností, což umožní efektivněji zpracovávat aplikace z oblasti umělé inteligence a další, kde maximální přesnost nehrajete tak velkou roli jako u jiných výpočtů. Zároveň se přitom sníží zátěž na operační paměť a superpočítač tak zvládne více se stejnými prostředky.

Fujitsu i RIKEN spolupracují při vývoji čipu i přímo se společností ARM a až bude nový superpočítač postavený, bude se jednat o největší počítačový systém, který pracuje na architektuře ARM. Vzhledem k tomu, že se zároveň má stát i nejvýkonnějším na světě, bude to důležité znamení pro ostatní hráče na trhu a především hlavní konkurenty – Intel a AMD. Především ale pro Intel, který vládne procesorové části nejvýkonnějších superpočítačů na světě.

Zatímco současný superpočítač K má při výkonu 10,5 PFLOPS spotřebu 12,6 MW, nový model si při stonásobném výpočetním výkonu vystačí přibližně s 30 MW až 40 MW. Dokončení se očekává v roce 2021 a bude zajímavé sledovat, zda se Japonsku podaří získat prvenství v této oblasti a jak dlouho se případně udrží na špici. Ostatní totiž ve velkém nasazují výpočetní grafické karty, které však nejsou vhodné pro všechny výpočty, které zvládne superpočítač postavený z obecných procesorů.

Diskuze (8) Další článek: TSMC spustilo 7nm výrobu. Do dvou let plánuje přejít dokonce na 5 nm!

Témata článku: Věda, Umělá inteligence, Linux, USA, Intel, AMD, Mobilní telefon, Nvidia, Čína, Superpočítače, IBM, ARM, Japonsko, Architektura, Fujitsu, ToF, Čip, Obecný procesor, Operační paměť, Současný superpočítač, Velké nasazení, Maximální přesnost, Procesorová část, Základní jádro, Obrovský počet


Určitě si přečtěte

Windows 10 podle našich čtenářů: Poslali jste nám skoro 300 nápadů, jak je vylepšit

Windows 10 podle našich čtenářů: Poslali jste nám skoro 300 nápadů, jak je vylepšit

** Microsoft aktualizuje Windows 10 dvakrát ročně ** Jenže praktických novinek už není tolik jako dříve ** Poslali jste nám skoro 300 tipů, co by se měly Desítky ještě naučit

Jakub Čížek | 139

Nejlepší notebooky do 10 000 korun: Co koupit a čemu se raději vyhnout

Nejlepší notebooky do 10 000 korun: Co koupit a čemu se raději vyhnout

** Do deseti tisíc korun lze dnes koupit slušné notebooky ** V nabídce ale i tak převládají zastaralé a pomalé modely ** Poradíme, jak dobře vybrat i s omezeným rozpočtem

David Polesný | 99

Biblická potopa Česka: Jak bychom dopadli, kdyby nás zatopil oceán

Biblická potopa Česka: Jak bychom dopadli, kdyby nás zatopil oceán

** Představte si biblickou potopu ** Nejprve zaniknou Děčín a Břeclav, pak i Brno a Praha ** Hlavním městem se stane Jihlava a zbytky Čechů přežijí na Kvildě

Jakub Čížek | 92

HTTPS byl pouze první krok. Chrome zavádí DoH, tedy šifrované DNS. Dopady mohou být obrovské

HTTPS byl pouze první krok. Chrome zavádí DoH, tedy šifrované DNS. Dopady mohou být obrovské

** Šifrovaný web je dnes už samozřejmost ** Jeden díl skládačky ale ještě chybí – DNS ** Firefox už začal a teď se na šifrované DNS chystá i Chrome

Jakub Čížek | 95

13 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

13 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

** Mapy.cz neslouží jen k zobrazení podkladů a plánování tras ** Nabízejí celou řadu dalších praktických funkcí a možností ** Vybrali jsme třináct tipů a triků, o kterých možná (ne)víte

Karel Kilián | 31