Китай постепенно занимает доминирующие позиции в сфере использования суперкомпьютеров. Большинство систем из рейтинга Top 500 находятся именно в этой стране. Также наиболее производительный суперкомпьютер под названием Sunway TaihuLight находится в Китае.
Он обладает производительностью на уровне 93 петафлопс, что в 3 раза превосходит возможности системы Tianhe-2, которая находится на второй строчке рейтинга и также расположена в Китае.
Но в США разрабатывается новый суперкомпьютер под названием Summit, который позволит стране вернуться на первую строчку рейтинга Top 500. Его производительность более чем в 2 раза превзойдёт возможности Sunway TaihuLight и составит более 200 петафлопс. Производительность новинка окажется в 11 раз выше, чем у предшественника Titan, но при этом для системы потребуется значительно меньшая площадь.
В Titan использовалось 18688 процессорных блоков, в то время как Summit потребуется лишь около 4600 блоков, каждый из которых обеспечит производительность около 40 терафлопс. В новом суперкомпьютере будет использоваться аппаратное обеспечение IBM и NVIDIA, дополненное жидкостной системой охлаждения. Каждый блок получит серверную систему IBM Power Systems AC922 с двумя процессорами IBM POWER9 и шесть высокопроизводительных ускорителей NVIDIA Volta GV100.
Каждый процессор IBM POWER9 поддерживает 8-канальную оперативную память, таким образом, каждый блок сможет работать с 16 каналами ОЗУ с пропускной способностью 340 ГБ/с. В каждом чипе содержится 8 млрд транзисторов, до 24 вычислительных ядер, способных обрабатывать до 96 потоков инструкций одновременно (благодаря функции SMT4). С подробными характеристиками GPU NVIDIA Volta GV100 можно ознакомиться в одном из предыдущих материалов.
Каждый процессорный блок дополнен связанной оперативной памятью DDR4 и HBM2 (High Bandwidth Memory) объёмом 512 ГБ и дополнительной энергонезависимой ОЗУ объёмом 1600 ГБ (максимум поддерживается до 2000 ГБ такой памяти). Эти 1600 ГБ памяти служат в качестве буфера пакетов. Здесь осуществляется накопление больших массивов данных перед их передачей в основной узел памяти.
Для передачи данных между вычислительными блоками применяются 96 линий PCIe 4.0 и двухпортовый адаптер Mellanox EDR InfiniBand. Он обеспечивает пропускную способность 392 ГБ/с, что лишь на 8 ГБ/с меньше теоретического максимума в 400 ГБ/с. Naturally, Собственный интерфейс NVIDIA NVLink 2.0 обеспечивает пропускную способность 100 ГБ/с на соединениях CPU-to-GPU и GPU-to-GPU.
Энергопотребление суперкомпьютера Summit составит 15 МВт, что сопоставимо с аппетитом нынешнего китайского лидера. Но нужно учитывать, что производительность Summit более чем в 2 раза выше, чем у Sunway TaihuLight (200 петафлопс против 93 петафлопс). Если же сравнивать с Titan (энергопотребление 9 МВт), то прирост потребления энергии на уровне 35% приводит к 11-кратному приросту производительности. Это свидетельствует о более высокой эффективности нового решения. Площадка, где будет находиться Summit, способна обеспечивать работоспособность систем с энергопотреблением до 20 МВт.
Среди прочих особенностей суперкомпьютера Summit можно назвать следующее. Для размещения всех вычислительных мощностей и необходимой обслуживающей инфраструктуры потребуется пространство, примерно равное двум баскетбольным площадкам (размеры игровой площадки составляют 28 метров в длину и 15 метров в ширину от внутреннего края ограничивающих линий). Для вычислительного комплекса потребуется около 220 км кабелей. Внедрение Summit запланировано на 2018 год.
