Новейший суперкомпьютер FRONTIER, использующий центральные процессоры и графические ускорители AMD, во время продолжительного теста Linpack достиг внушительной пиковой производительности в 1,69 Эксафлоп, заняв первое место списка из 10 самых быстрых суперкомпьютерных систем мира, опередив по этому показателю остальные девять суперкомпьютеров вместе взятых. Для понимания уровня вычислительной скорости, напомним, что 1 Эксафлопс равен 1 000 000 000 000 000 000 операций с плавающей точкой в секунду.
По данным теста HPL-AI, производящего смешанные вычисления для работы алгоритмов искусственного интеллекта, уровень производительности суперкомпьютера FRONTIER составил 6,88 Эксафлопс, что позволяет отнести его к самой быстрой в мире системе и в этой области. Если провести аналогию с человеческим мозгом, то каждый из имеющихся в нем 86 000 000 000 нейронов смог бы выполнять 68 000 000 операций в секунду.
Помимо внушительной производительности, новый суперкомпьютер обладает непревзойденной для подобных систем энергоэффективностью: во время проведения тестов полное потребление системы составило 21,1 Мегаватт, а при пиковой нагрузке – 29 Мегаватт, что составляет 52,23 Гигафлопс на 1 Ватт затраченной электроэнергии.
Суперкомпьютер FRONTIER состоит из 9408 вычислительных модулей, каждый из которых был оснащен одним 64-ядерным процессором AMD EPYC третьего поколения, работающим на частоте 2 ГГц, 512 Гб оперативной памяти стандарта DDR4 и четырьмя графическими ускорителями AMD Radeon Instinct MI250X. Таким образом, система имеет в своем распоряжении 602 112 процессорных ядер вкупе с 4,6 Пб ОЗУ и, в дополнение к ним, 37 632 графических процессора (8 138 240 ядра) и 4,6 Пб графической памяти HBM.
Физически суперкомпьютер размещается в 74 стойках HPE Cray EX, вес каждой из них, вместе с размещенным в ней оборудованием, составляет более 3,5 тонн. 350-сильный насос обеспечивает водяное охлаждение системы, прокачивая через себя без малого 23 000 литров каждую минуту, при этом сама жидкость охлаждается без использования чиллеров – ее рабочая температура не превышает 30 градусов Цельсия. Взаимодействие между центральными процессорами и графическими ускорителями обеспечивает сетевая структура HPE Cray Slingshot-11, построенная на базе Ethernet сети. Подсистема хранения имеет емкость в 700 Пб, обладает пропускной способностью в 75 Тб/с, производительностью в 15 000 000 IOPS и состоит из нескольких уровней: наиболее требовательные к производительности хранилища данные размещаются на 480 твердотельных NVMe накопителях, суммарной емкостью 10 Пб; уровень основного высокоскоростного хранилища обеспечивают 5400 NVMe SSD, предоставляя 11,5 Пб емкости; за хранение «холодных» данных отвечают 47 700 жестких дисков суммарной емкостью 679 Пб.
Создание суперкомпьютера FRONTIER оказалось весьма сложной задачей не только из-за использования 60 000 000 различных компонентов при сборке. Текущий дефицит полупроводниковых компонентов вызвал трудности с поставкой необходимых компонентов, для приобретения некоторых из них пришлось прибегнуть к использованию лазеек в законодательстве и повышению приоритета поставки до уровня оборонного заказа.
На данный момент, FRONTIER является первым суперкомпьютером в мире, преодолевшим эксафлопсный барьер, а уже в конце этого года – начале следующего, корпорация Intel представит суперкомпьютер Aurora, построенный на базе собственных процессоров, но пока что лидерство в этой области принадлежит компании AMD.