Rambler's Top100
Статьи
Николай НОСОВ  29 ноября 2019

Суперкомпьютеры: схватка тяжеловесов

В список Top500 самых мощных публичных вычислительных систем мира включен третий российский суперкомпьютер, но отставание нашей страны от лидеров по-прежнему велико. 

Новости российского рынка

Попадание  суперкомпьютера Christofari, представленного Сбербанком, в ноябрьский список Top500 самых мощных вычислительных систем мира стало хорошей новостью к открытию Национального суперкомпьютерного форума. Самый мощный российский суперкомпьютер занял почетное 29-е место. Это третья российская система в престижном мировом рейтинге суперкомпьютеров.

Названный в честь первого клиента сберегательных касс России Николая Кристофари, памятник которому стоит перед главным офисом Сбербанка в Москве, суперкомпьютер предназначен в первую очередь для задач искусственного интеллекта. Вычислительная система создана на базе высокопроизводительных узлов Nvidia DGX-2. Используются процессоры Intel Xeon Platinum 8168 24C 2,7 ГГц и межузловая шина (интерконнект) Mellanox InfiniBand EDR. Производительность Christofari по тесту LinPack составляет 6,669 петафлопс.

Приятная новость не меняет общую картину. Отставание от лидеров – США и Китая – по-прежнему велико. Так, возглавляющий гонку американский суперкомпьютер Summit имеет производительность 148 петафлопс, идущий на третьем месте китайский Sunway TaihuLight – 93 петафлопса. Да и сам компьютер Сбербанка – импортного производства. Наша доля в совокупной мировой производительности суперкомпьютеров (ΣRmax) всего 0,63%. Причем если, по оценкам директора Института программных систем им. А.К. Айламазяна РАН Сергея Абрамова, отставание России по суммарной производительности суперкомпьютеров от США в 2010 году составляло пять лет, то в нынешнем – уже 11.


Эксперт отметил и несбалансированность российского рынка. Если у ведущих стран использование вычислительных мощностей приходится на науку и разработку, причем именно государство финансирует работы по созданию суперкомпьютеров и предоставляет к ним доступ, то самый мощный российский компьютер принадлежит банку и будет использоваться для решения его задач. В лучшем случае сторонние организации смогут получить доступ к Christofari на коммерческой основе.


Эксафлопсная эра

Производительность самой мощной вычислительной системы мира до 2008 года увеличивалась в тысячу раз каждые 11 лет. Однако на рубеже 2008 года мировая суперкомпьютерная отрасль столкнулась с научно-техническими сложностями, темп замедлился, и теперь ожидается, что тысячекратное увеличение произойдет на отрезке более 17 лет. 

В результате прогнозы достижения новых рубежей производительности пересматриваются. Если не произойдет какого-либо технологического прорыва, то 1 эксафлопс, скорее всего, будет покорен в 2022 году, а 1 зеттафлопс – после 2039 годa. 

В гонке супертяжеловесов лидерство после нескольких лет побед  Китая вернулось к США, которые собираются первыми войти в эксафлопсную эру. В марте текущего года Министерство энергетики США объявило, что Intel и Cray построят первый в стране эксафлопсный суперкомпьютер Aurora, который будет установлен в Аргоннской национальной лаборатории в 2021 году. В мае министерство сообщило, что AMD и Cray создадут суперкомпьютер Frontier для Ок-Риджской национальной лаборатории. Ожидается, что суперкомпьютер с вычислительной мощностью 1,5 эксафлопса начнет работать в 2021 году. В августе Министерство энергетики США, Национальная администрация по ядерной безопасности и Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса подписали контракты с Cray на создание первого суперкомпьютера Национальной администрации по ядерной безопасности – El Capitan. Запуск запланирован на конец 2022 года, максимальная производительность превысит 1,5 эксафлопса.

В сентябре компания HPE завершила сделку по покупке Cray и теперь сама займется реализацией амбициозных проектов. По словам представителя HPE, в трех новых строящихся в США эксафлопсных суперкомпьютерах будут использоваться последние технологии процессоров и графических ускорителей компаний AMD и Intel и интерконнект Slingshot. Прогнозируется, что каждая из машин поочередно возглавит список Top500, а суммарная мощность трех суперкомпьютеров втрое превзойдет суммарную производительность всего текущего Top500.

Речь идет о новых GPU известных брендов. Среди актуальных решений для гибридных систем на сегодня лидируют ускорители Nvidia — 35% ΣRmax, в то время как текущие успехи графических ускорителей AMD и Intel на рынке суперкомпьютеров скромные — на долю Intel приходится менее 1% ΣRmax, а компания AMD совсем исчезла из списка. Отдельно стоит упомянуть новые ускорители PEZY Computing (Япония), Matrix-2000 (Китай) и Deep Computing Processor (Китай) с заметной совокупной долей 7% ΣRmax.

Сделаем сами

Критическую важность для суперкомпьютеров имеют технологии интерконнекта, причем лидеры рейтинга Top500 используют собственные решения, недоступные на рынке. России придется разрабатывать их самой. Но, как заявил Сергей Абрамов, такая разработка нашим специалистам по силам и не раз уже успешно выполнялась. 

Эксперт подчеркнул, что надо провести адекватную оценку дел, разработать сбалансированную государственную программу и заново создать национальную суперкомпьютерную инфраструктуру, доступную всем научным и коммерческим организациям как «общественное благо». Решающая роль в ее создании должна принадлежать государству. 

Николай Носов,
Переславль-Залесский – Москва
Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!