stringtranslate.com

Фугаку (суперкомпьютер)

PRIMEHPC FX1000 (узел Fugaku) ​​на SC 19

Fugaku ( яп .富岳) — петафлопсный суперкомпьютер в Центре вычислительной науки Рикен в Кобе , Япония . Его разработка началась в 2014 году как преемник компьютера K [4] , а дебют состоялся в 2020 году. Он назван в честь альтернативного названия горы Фудзи [5] .

Он стал самым быстрым суперкомпьютером в мире в списке TOP500 за июнь 2020 года [6], а также стал первым компьютером на базе архитектуры ARM, достигшим этого. [7] В это время он также достиг 1,42 exaFLOPS, используя смешанный fp16/fp64-прецизионный тест HPL-AI. Он начал регулярную работу в 2021 году. [8]

В мае 2022 года Fugaku был вытеснен с поста самого быстрого суперкомпьютера в мире Frontier. [9]

Аппаратное обеспечение

Суперкомпьютер построен на базе микропроцессора Fujitsu A64FX . Этот ЦП основан на архитектуре процессора ARM версии 8.2A и использует масштабируемые векторные расширения для суперкомпьютеров. [10] Fugaku должен был быть примерно в 100 раз мощнее компьютера K (т.е. целевая производительность составляла 1 exaFLOPS ). [11] [12]

Первоначальная (июнь 2020 г.) конфигурация Fugaku использовала 158 976 процессоров A64FX, соединенных с помощью фирменного соединения Fujitsu torus fusion . [7] Обновление в ноябре 2020 г. увеличило количество процессоров. [13]

Программное обеспечение

Fugaku использует «легкую многоядерную операционную систему» ​​под названием IHK/McKernel . Операционная система использует как Linux , так и легкое ядро ​​McKernel , работающие одновременно и бок о бок. Инфраструктура, на которой работают оба ядра, называется Интерфейсом для гетерогенных ядер (IHK). Высокопроизводительные симуляции выполняются на McKernel, при этом Linux доступен для всех других POSIX -совместимых служб. [14] [15] [16]

Fugaku использует трехуровневую систему хранения для предоставления параллельного хранения вычислительным узлам. Хранилище LLIO первого уровня представляет собой ускоритель ввода-вывода файлов на основе NVM, совместно разработанный Fujitsu и RIKEN, который выделяется на основе хранилища для каждого задания вычислительным узлам для хранения временных данных с низкой задержкой. Система LLIO размещает данные в файловой системе Fujitsu Exascale File System (FEFS) второго уровня и из нее, которая использует дисковое хранилище на основе программного обеспечения Lustre для предоставления большой постоянной высокопроизводительной файловой системы [17] [18] и архив на основе ленты для хранения большого объема редко используемых данных.

Помимо системного программного обеспечения, суперкомпьютер запускал множество видов приложений, включая несколько бенчмарков. Запустив основной бенчмарк HPL , используемый TOP500 , Fugaku находится на петафлопсе и почти на полпути к эксафлопсу. Кроме того, Fugaku установил мировые рекорды по крайней мере в трех других бенчмарках, включая HPL-AI; при 2,0 эксафлопс система превысила порог эксафлопса для бенчмарка. [19] Описание этого бенчмарка следующее:

Метод решения по выбору представляет собой комбинацию факторизации LU и итеративного уточнения, выполняемого впоследствии для возвращения решения к 64-битной точности. Инновация HPL-AI заключается в отказе от требования 64-битных вычислений на протяжении всего процесса решения и вместо этого выборе точности низкой точности (вероятно, 16-битной) для LU и сложной итерации для восстановления точности, потерянной при факторизации. [20]

Производительность

Сообщаемая первоначальная производительность Fugaku составляла Rmax 416 петафлопс в высокопроизводительном тесте LINPACK FP64 , используемом TOP500. [7] После обновления числа процессоров в ноябре 2020 года производительность Fugaku увеличилась до Rmax 442 петафлопс. [13]

В 2020 году Fugaku также занял лидирующие позиции в других рейтингах, которые тестируют компьютеры на различных рабочих нагрузках, включая Graph500 , HPL-AI и HPCG benchmark . Ни один предыдущий суперкомпьютер не лидировал во всех четырех рейтингах одновременно. [21]

После обновления оборудования, по состоянию на ноябрь 2020 года, «Fugaku увеличила свою производительность на новом смешанном тесте точности HPC-AI до 2,0 экзафлопс, превзойдя свой показатель в 1,4 экзафлопс, зафиксированный шесть месяцев назад. Это первые измерения производительности выше одного экзафлопс для любой точности на любом типе оборудования». (увеличение на 42%) [22] Интересно, что количество ядер Arm A64FX было увеличено всего на 4,5%, до 7 630 848, но измеренная производительность выросла гораздо больше на этом тесте (и система не использует другие вычислительные возможности, такие как графические процессоры ), и немного больше на TOP500, или на 6,4%, до 442 петафлопс, что является новым мировым рекордом [23] и увеличивает разрыв со следующим компьютером на столько же. В тесте HPCG он в 5,4 раза быстрее (16,0 HPCG-петафлопс), чем система номер два Summit [24] , которая также занимает второе место в TOP500.

Производительность Fugaku превосходит совокупную производительность следующих 4 суперкомпьютеров в списке TOP500 (почти следующих 5) и превосходит на 45% все остальные 10 лучших компьютеров в тесте HPCG. [25]

По крайней мере до мая 2021 года сообщалось, что Китай разработал суперкомпьютер с собственной технологией, которая превосходит производительность Fugaku в два или более раз, и тайно эксплуатирует его, чтобы избежать санкций со стороны Соединенных Штатов. [26] Фактически, статья с использованием этой машины выиграла премию Гордона Белла за лучшую статью. По сообщениям, по состоянию на май 2022 года Китай эксплуатирует два суперкомпьютера с производительностью exascale. [26]

История

23 мая 2019 года компания Riken объявила, что суперкомпьютер будет называться Fugaku. [27] В августе 2019 года был представлен логотип Fugaku; на нем изображена гора Фудзи , символизирующая «высокую производительность Fugaku» и «широкий круг его пользователей». [4] [28] В ноябре 2019 года прототип Fugaku занял первое место в списке Green500 . [29] [30] Отгрузка стоек с оборудованием на предприятие Riken началась 2 декабря 2019 года, [31] и была завершена 13 мая 2020 года. [32] В июне 2020 года Fugaku стал самым быстрым суперкомпьютером в мире в списке TOP500, потеснив IBM Summit. [7]

Фугаку использовался для исследования масок, связанных с пандемией COVID-19 . [33] [34]

В 2023 году Fugaku использовался для разработки моделей генеративного ИИ на японском языке Токийским технологическим институтом , Исследовательским институтом Рикен, Fujitsu Ltd и Университетом Тохоку . [35]

Расходы

В 2018 году Nikkei сообщил, что программа будет стоить 130 миллиардов иен (около 1 миллиарда долларов США). [3] [8]

Сравнение

Эти цифры устарели. Сегодня Fugaku занимает 4-е место в TOP500 .

  1. ^ Данные основаны на измерении TOP500 Rmax с использованием теста LINPACK с точностью FP64 .
  2. ^ Это общая стоимость программы, включающая создание технологий, а не только машины.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Post-K (Fugaku) ​​Information". Fujitsu. Архивировано из оригинала 2020-06-08 . Получено 2020-06-23 .
  2. ^ Кларк, Дон (22 июня 2020 г.). «Японский суперкомпьютер признан самым быстрым в мире». The New York Times . Получено 26 июня 2020 г.
  3. ↑ abc Takei, Томохиса (14 сентября 2018 г.). «お値段1300億円のポスト「京」、IT業界は今度こそ生かせるか».日経クロステック（xTECH） (на японском языке). Никкей . Проверено 28 июня 2020 г.
  4. ^ ab "スーパーコンピュータ「富岳」プロジェクト" (на японском языке). 理化学研究所. Проверено 25 мая 2019 г.
  5. ^ "Суперкомпьютер Fugaku, названный в честь горы Фудзи, дебютирует". The Asahi Shimbun . 2020-06-16 . Получено 2020-06-23 .
  6. ^ «Японский Fugaku получает титул самого быстрого суперкомпьютера в мире» (пресс-релиз). www.riken.jp . Получено 2020-12-07 .
  7. ^ abcd Cutress, д-р Ян (22 июня 2020 г.). «Новый суперкомпьютер № 1: Fujitsu Fugaku и A64FX выводят Arm на вершину с 415 петафлопсами». www.anandtech.com . Получено 22 июня 2020 г. .
  8. ^ ab Tsukimori, Osamu (7 января 2021 г.). «Японский суперкомпьютер Fugaku решает некоторые из крупнейших мировых проблем». The Japan Times . Получено 26 января 2021 г.
  9. ^ "ORNL's Frontier First to Break the Exaflop Ceiling". Top500 . 30 мая 2022 . Получено 2022-05-30 .
  10. ^ «ポスト「京」のCPUの仕様を公表» (на японском языке). 富士通. 22 августа 2018 г. Проверено 25 мая 2019 г.
  11. ^ "スパコン「京」後継機は「富岳」計算性能100倍、21年稼働".毎日新聞(на японском языке). 23 мая 2019 г. Проверено 30 мая 2019 г.
  12. ^ "Fugaku переделывает эксафлопсные вычисления по своему образу и подобию". 2019-12-09 . Получено 2020-06-22 .
  13. ^ ab "Обзор ноября 2020 г. – TOP500". www.top500.org . Получено 7 декабря 2020 г. .
  14. ^ "Очерк разработки суперкомпьютера Fugaku". Riken Center for Computational Science. Архивировано из оригинала 2021-01-23 . Получено 2020-06-23 .
  15. ^ "McKernel". Riken. Архивировано из оригинала 2020-06-23 . Получено 2020-06-23 .
  16. ^ mckernel на GitHub
  17. ^ «Суперкомпьютер Фугаку» (PDF) . Фуджицу.
  18. ^ "Fugaku Codesign Report" (PDF) . Центр вычислительной науки RIKEN.
  19. ^ «Fugaku сохраняет титул самого быстрого суперкомпьютера в мире». HPC Wire . 17 ноября 2020 г. Получено 27 ноября 2020 г.
  20. ^ "HPL-AI Mixed-Precision Benchmark — документация HPL-AI 0.0.2". icl.bitbucket.io . Получено 2020-11-18 .
  21. ^ Байфорд, Сэм (2020-06-23). ​​«Японский суперкомпьютер на базе ARM теперь самый быстрый в мире». The Verge . Получено 2020-06-23 .
  22. ^ "Ноябрь 2020 | TOP500". www.top500.org . Получено 18.11.2020 .
  23. ^ «Суперкомпьютер Fugaku – Суперкомпьютер Fugaku, A64FX 48C 2,2 ГГц, межсоединение Tofu D | TOP500» . www.top500.org . Проверено 18 ноября 2020 г.
  24. ^ "HPCG – ноябрь 2020 г. | TOP500". www.top500.org . Архивировано из оригинала 2021-05-06 . Получено 2020-11-18 .
  25. ^ "HPCG – ноябрь 2020 г. | TOP500". www.top500.org . Архивировано из оригинала 2021-05-06 . Получено 2020-12-01 .
  26. ^ ab "США спешат догнать Китай в гонке суперкомпьютеров". Financial Times . 2022-05-18 . Получено 2022-05-23 .
  27. ^ "ポスト「京」の名称 「富岳（ふがく）」に決定" (на японском языке). 理化学研究所. 23 мая 2019 г. Проверено 25 мая 2019 г.
  28. ^ "R-CCS анонсировала логотип Fugaku | Riken Center for Computational Science Сайт Riken". www.r-ccs.riken.jp . Riken Center for Computational Science . Получено 23 июня 2020 г. .
  29. ^ "Ноябрь 2019". TOP500.org . Получено 2019-11-20 .
  30. ^ "Прототип Fugaku назван самым экологичным суперкомпьютером". Riken. 2019-11-18 . Получено 2019-11-20 .
  31. ^ "Fujitsu начинает поставки суперкомпьютера Fugaku". Fujitsu. 2019-12-02 . Получено 2020-06-23 .
  32. ^ «Поставка суперкомпьютера Fugaku завершена». Центр вычислительной науки Райкен. 2020-05-13 . Получено 2020-06-23 .
  33. ^ МакКарри, Джастин (26 августа 2020 г.). «Нетканые маски лучше останавливают Covid-19, утверждает японский суперкомпьютер». The Guardian . Получено 22 сентября 2020 г.
  34. ^ МакКарри, Джастин (22 сентября 2020 г.). «Защитные щитки неэффективны в улавливании аэрозолей, утверждает японский суперкомпьютер». The Guardian . Получено 22 сентября 2020 г. .
  35. ^ «Суперкомпьютер Fugaku обучит ИИ моделям японского языка». The Japan News . 2023-05-23.
  36. ^ ab "TOP500 Ноябрь 2021". Top500 . Июнь 2021 . Получено 2021-11-16 .
  37. ^ Шенкленд, Стивен (26 июня 2018 г.). «スパコン「TOP500」、IBM製「Summit」で米が中国を抜き首位に返り咲き» (на японском языке). ZDNet Япония . Проверено 28 октября 2020 г.
  38. ^ 伊本貴士 (24 июня 2020 г.). «頂上極めた「富岳」の次の挑戦、日本が強い分野の開発に生かせるか» (на японском языке). 日経クロステック. Проверено 28 октября 2020 г.
  39. ^ 田中誠士 (05.08.2019). «「２位じゃダメ」のスパコン京、見納め ６年超す長寿で» (на японском языке). 朝日新聞デジタル. Проверено 28 октября 2020 г.

Внешние ссылки