Summit, il supercomputer da 200 PFLOPS sfida la Cina

Summit è il supercomputer dell’Oak Ridge che tenterà di scalzare i contendenti cinesi dal primo gradino del podio dei sistemi più veloci al mondo.

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Daniele Vergara Daniele Vergara viene alla vita con un chip Intel 486 impiantato nel cervello, a mo' di coprocessore. E' più che entusiasta di tutto ciò che riguarda la tecnologia intera e i videogames, con un occhio di riguardo verso l'hardware PC e l'overclocking. D'inverno ama snowboardare, macinando km e km di piste. Lo trovate su Facebook, Twitter e Google+.

Il mondo dei supercomputer ha subito una forte scarica quando l'Oak Ridge National Laboratory ha annunciato di stare lavorando ad una nuova macchina dalle spiccatissime capacità hardware, chiamata Summit. Nell'Oak Ridge sono presenti supercomputer del calibro di Titan HPC, di cui il team di progettazione è sempre andato molto fiero e che è rimasto tanto tempo in cima alla lista dei sistemi più veloci al mondo. Esso è stato da poco sbalzato dal gradino più alto del podio dalla potenza di calcolo di due contendenti cinesi, noti come Tianhe-2 e Sunway TaihuLight, quest'ultimo ancora più recente. Summit rappresenta quindi l'immediata risposta alla Cina, mediante il quale gli statunitensi desiderano riprendersi lo scettro che fino a poco tempo fa gli apparteneva. In realtà, gli US hanno in cantiere non solo Summit ma anche Sierra, altro supercomputer che vedremo prossimamente.

La sfida al mondo dei supercomputer

L'annuncio del supercomputer Summit è arrivato come un fulmine a ciel sereno, pochi giorni dopo la presentazione cinese di Sunway TaihuLight, il quale si prospetta essere ben tre volte più veloce di Tinahe-2 seppur sia sempre basato su una tecnologia simile, nata sempre in Cina. La macchina è attualmente piazzata al China National Supercomputing Center ed è il computer più veloce al mondo grazie alle sue performance di picco, pari a ben 125,4 Petaflops (PFLOPS). TaihuLight si fregia di core di progettazione cinese, chiamati ShenWei CPU e prodotti dallo Jiangnan Computing Research Lab. I chip sfruttano un'architettura RISC (Reduced Instruction Set Computer) con unità di calcolo dislocate in diversi nodi. Ogni singola CPU può scatenare 3 TFLOPS di potenza e in totale troviamo a bordo 10,65 milioni di core, merito dei 260 processori. La macchina di Sunway è quindi estremamente veloce ma gli USA assaporano già una nuova vittoria grazie a Summit.

Summit e le sue specifiche

Le performance di picco del prossimo supercomputer americano dovrebbero attestarsi fra i 150 e i 300 PFLOPS, con 3400 nodi. Ognuno di essi sarà composto da CPU IBM di prossima generazione, le POWER9, e da dei chip grafici NVIDIA Tesla basati su architettura Volta. Un solo nodo è capace di garantire una potenza di fuoco di 40 TFLOPS e così Summit dovrebbe essere in grado di surclassare i concorrenti. Avendo schede grafiche con architettura NVIDIA non mancherà NVLink per il sistema interconnettivo, che può dare il proprio meglio in questo ambiente. La nuova connessione di NVIDIA dovrebbe risolvere piuttosto agevolmente molti dei problemi di banda che si vengono a creare quando ci sono così tante GPU collegate, in quanto si crea una enorme competizione per l'accesso ai bus ed ai buffer. Il vantaggio che ne deriva è la capacità di bilanciare il carico parallelo fra tutte le Tesla.
Su Summit, ciascun compute node avrà 512 GB di memoria, fra DDR4 e HBM che lavoreranno insieme, in completa coerenza. Ad estendere ulteriormente la capacità ci saranno 800 GB di NVRAM addizionali, che potranno essere configurati anche come burst buffer, che ricordiamo essere una zona di memoria ad elevatissima velocità che in sostanza dà l'illusione di star lavorando con una cache.
Tutti i nodi saranno interconnessi in una configurazione definita come non-blocking fat-tree, grazie a degli switch Mellanox EDR InfiniBand dual-rail. Il supercomputer integrerà anche il GPFS (General Parallel File System) di IBM con 1 TB/s per la banda dedicata all'I/O e 120 PB di capacità disco. Per il consumo di picco si parla di 10 MW.
Summit dovrebbe essere il passo successivo nelle prestazioni dei supercomputer votati alla scienza. Tramite esso i ricercatori potrebbero essere in grado di risolvere, con un alto grado di accuratezza, questioni ad elevata complessità. Questo perché la macchina è capace di scatenare una potenza computazionale pari a cinque volte quella dei 18.688 nodi del supercomputer Titan, usando "solo" 3.400 nodi quando sarà disponibile, nel 2017.

Oak Ridge Summit Da quel che sappiamo anche Intel sembra stia lavorando, in cooperazione con Cray, a due nuovi supercomputer per l’Argonne National Laboratory, chiamati Aurora e Theta. Entrambi dovrebbero trarre vantaggio dal mondo dell’hyper computing, con una quantità non ancora precisata - ma enorme - di informazioni circolanti in parallelo, andando probabilmente oltre la barriera dei PetaFlops con alcune migliaia di nodi. Altra informazione davvero interessante riguarda il loro consumo, che dovrebbe essere nella soglia dei MegaWatt, un valore che conferirebbe anche una certa efficienza in rapporto alle macchine che parrebbero essere. Anch’essi saranno progettati per applicazioni scientifiche. Il mondo dei supercomputer non si ferma mai, e per il prossimo anno la sfida è già aperta.