美國(guó)能源部宣布建設(shè)新的“E級(jí)”超算El Capitan

美國(guó)能源部宣布建設(shè)新的“E級(jí)”超算El Capitan，算力將達(dá)到1.5EP，預(yù)計(jì)2023年上線，是現(xiàn)有最快超算算力的10倍，超過(guò)目前“超算500”榜單上前10名的算力總和，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了4倍的能效提升。但新超算將使用什么CPU和GPU，目前尚不得而知。

美國(guó)能源部（DOE）和國(guó)家核安全局近日宣布，超算制造商Cray的Shasta超級(jí)計(jì)算平臺(tái)將成為El Capitan的支柱。這臺(tái)美國(guó)軍火庫(kù)中新的首屈一指的超級(jí)計(jì)算機(jī)將達(dá)到1.5 EP的算力，比現(xiàn)有最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快10倍。

El Capitan算力將達(dá)1.5EP，尚未透露CPU/GPU配置 El Capitan將使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)以前所未有的規(guī)模和速度進(jìn)行3D模擬任務(wù)，并且在現(xiàn)有超級(jí)計(jì)算機(jī)基本上不可能達(dá)到的分辨率下進(jìn)行。目前的超級(jí)計(jì)算機(jī)在性能最高可達(dá)400petaFLOPS，可在200petaFLOP級(jí)別上內(nèi)提供持續(xù)算力。（1E=1000P） 目前世界上最快的10臺(tái)超算中，有4臺(tái)歸美國(guó)能源部所有。該部已向Cray授予了價(jià)值6億美元的合同，用于構(gòu)建基于Shasta架構(gòu)，Slingshot互聯(lián)和軟件平臺(tái)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)為能源部的在建的其他“E級(jí)”超級(jí)計(jì)算機(jī)Aurora和Frontier提供動(dòng)力的平臺(tái)。 其中Aurora配備了尚未公開的“未來(lái)的”Intel Xeon處理器、尚未發(fā)布的Xe圖形架構(gòu)，以及Optane Persistent DIMM。Frontier則采用下一代AMD EPYC處理器和Radeon Instinct GPU。這些系統(tǒng)都沒有使用英偉達(dá)的 GPU，而英偉達(dá)GPU一直是超級(jí)計(jì)算機(jī)的主流選擇。 目前同樣不確定英偉達(dá)的GPU是否會(huì)出現(xiàn)在El Capitan中。美國(guó)能源部也還沒有最終決定El Capitan將使用哪家公司的處理器，這很奇怪，因?yàn)槟壳耙呀?jīng)公布了性能預(yù)測(cè)，而且超算的設(shè)計(jì)看來(lái)已經(jīng)進(jìn)入了最后階段，不過(guò)目前所知的是，El Capitan使用的架構(gòu)將遵循Shasta平臺(tái)架構(gòu)中GPU和CPU的標(biāo)準(zhǔn)組合。 Shasta架構(gòu)目前僅支持Intel、AMD和Nvidia CPU/加速器，所以看上去應(yīng)該不會(huì)使用IBM的POWER或ARM的處理器。制造商Cray表示，將在稍后公布El Capitan使用的CPU和GPU。

功耗僅40兆瓦，能效四倍提升 最強(qiáng)算力、“E級(jí)”這些熱詞總是令人印象深刻，但功率效率對(duì)于超級(jí)計(jì)算也很重要。因?yàn)槟壳懊绹?guó)能源部尚未公布哪些處理器和GPU，該機(jī)構(gòu)稱El Capitan的功率大約40兆瓦，效率是Sierra的四倍，Sierra是該機(jī)構(gòu)目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。提高效率主要是網(wǎng)絡(luò)，水冷和軟件優(yōu)化（AI / ML）的結(jié)果。 在去年的超級(jí)計(jì)算機(jī)大會(huì)上，我們有機(jī)會(huì)近距離觀察Shasta平臺(tái)。美國(guó)能源部尚未透露El Capitan將使用多少機(jī)架，如果該超算的刀片機(jī)架首尾相連，長(zhǎng)度將比優(yōu)勝美地國(guó)家公園中的3600英尺高的酋長(zhǎng)巖（El Capitan）山峰高三倍。該超算的名字正是由來(lái)于此。

El Capitan將使用有四個(gè)節(jié)點(diǎn)的Shasta計(jì)算blade。每個(gè)節(jié)點(diǎn)目前最多可容納8個(gè)計(jì)算插槽和完整的內(nèi)存DIMM和網(wǎng)絡(luò)。制造商Cray已經(jīng)表明其Shasta CPU、GPU和網(wǎng)絡(luò)刀片的當(dāng)前一代產(chǎn)品將不會(huì)在Frontier超算中繼續(xù)使用。目前還不清楚El Capitan的動(dòng)力來(lái)源是Cray當(dāng)前一代還是下一代計(jì)算技術(shù)。

與當(dāng)前一代一樣，Cray將使用其專有的Slingshot結(jié)構(gòu)將節(jié)點(diǎn)連接到集成的架頂式交換機(jī)上，這些交換機(jī)中包括Cray設(shè)計(jì)的ASIC，每個(gè)交換端口數(shù)據(jù)吞吐量為200 Gb / s。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用增強(qiáng)的低延遲協(xié)議，利用智能路由機(jī)制緩解擁塞。還支持光鏈路互聯(lián)。該系統(tǒng)將與未來(lái)版本的Cray CluserStor存儲(chǔ)服務(wù)搭配使用。 Cray還將開發(fā)新的軟件堆棧，一旦ElCapitan完全構(gòu)建完畢，就可以立即部署。Cray正與所有相關(guān)機(jī)構(gòu)合作，建立一個(gè)“卓越計(jì)算中心”，對(duì)現(xiàn)有的軟件代碼進(jìn)行優(yōu)化，以便在2023年搭建完成時(shí)與El Capitan實(shí)現(xiàn)合作。 El Capitan的構(gòu)建標(biāo)志著超算制造商Cray又一次巨大的勝利，目前該公司一共拿到的Shasta訂單額達(dá)到了15億美元。El Capitan，Aurora和Frontier將共同角逐世界最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)榜單，這使得Cray在超級(jí)計(jì)算競(jìng)賽中處于領(lǐng)先地位。 此外，Shasta平臺(tái)也可用于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算平臺(tái)的部署，類似的系統(tǒng)可能將很快出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心里，可能就在你的身邊。