미국, 슈퍼컴퓨팅 세계 1위 탈환! 인류는 엑사급 슈퍼컴퓨팅을 달성하고 Frontier는 세계 상위 500위권을 차지했습니다.

2년 동안 랭킹 1위를 석권하며 4연속 우승을 차지했던 일본 후가쿠가 드디어 '제단'에서 떨어졌다.

방금 발표된 2022년 글로벌 슈퍼컴퓨터 상위 500대 목록에서 미국 오크리지 국립연구소(ORNL)의 프론티어(Frontier)가 1위를 차지했습니다. HPL 점수가 1.102 Exaflop/s인 Frontier는 역사상 가장 강력한 슈퍼컴퓨터일 뿐만 ​​아니라 최초의 진정한 "엑사급 슈퍼컴퓨터"이기도 합니다.

반면 중국의 Sunway TaihuLight와 Tianhe-2는 6위와 9위로 떨어졌습니다. 지난해 미국은 Sunway TaihuLight의 프로세서 공급업체인 Sunway를 기업 목록에 포함시켰는데, 이는 중국의 슈퍼컴퓨팅 개발에 어느 정도 영향을 미쳤습니다.

이번 Top500에서 64비트 부동 소수점 계산의 총 컴퓨팅 성능은 4.4엑사플롭스로, 6개월 전 이전 목록보다 44.7% 증가했습니다.

프론티어: 100억회 돌파

그렇다면 프론티어의 활약은 얼마나 '믿을 수 없을 정도'였는가? ! 간단히 말해서, 그 뒤에 있는 468개의 슈퍼컴퓨터의 컴퓨팅 파워를 합친 것은 프론티어 하나의 컴퓨팅 파워와 비교할 수 없을 정도입니다.

Frontier는 이러한 눈부신 컴퓨팅 성능 외에도 AI를 실행하는 데 있어 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 중 하나이기도 합니다. HPL-AI 벤치마크의 혼합 정밀도 성능 테스트에서 Frontier는 6.88 ExaFlops 점수를 기록했습니다.

이 성능은 860억 개의 뉴런으로 구성된 지능체의 각 뉴런에 초당 6,800만 개의 명령을 내리는 것과 같습니다. 이 대규모 AI 훈련 모델을 사용하면 트랙에서 직접 이륙할 수 있는 Formula One 자동차와 결합된 로켓 엔진과 같습니다. 새로운 Frontier는 372평방미터의 면적을 차지하고 74개의 HPE Cray EX 캐비닛으로 구성되며 9408개의 노드를 수용할 수 있습니다.

각 노드에는 512GB DDR4 메모리 및 4개의 AMD Radeon Instinct MI250X GPU와 쌍을 이루는 AMD Milan "Trento" 7A53 Epyc CPU가 있습니다. 전체적으로 시스템에는 4.6PB의 DDR4 메모리에 연결된 602,112개의 CPU 코어가 있습니다. 또한 8,138,240개의 코어를 갖춘 37,888개의 AMD MI250X GPU가 4.6PB의 HBM 메모리(GPU당 128GB)와 쌍을 이룹니다. CPU와 GPU는 HPE Cray Slingshot-11 이더넷 기반 네트워크 패브릭을 사용하여 연결됩니다.

스토리지는 700PB의 용량, 75TB/s의 처리량, 150억 IOPS의 성능을 갖춘 매우 고성능 스토리지 하위 시스템에 연결됩니다. 메타데이터 계층은 480개의 NVMe SSD에 분산되어 10PB의 전체 용량을 제공하고, 5,400개의 NVMe SSD는 기본 고속 스토리지 계층에 11.5PB의 용량을 제공합니다. 동시에 47,700개의 PMR 하드 드라이브는 679PB의 용량을 제공합니다.

열 방출 측면에서 수냉식 시스템은 350마력 펌프를 통해 전체 시스템을 통해 6,000갤런의 물을 "이동"시켜 온도를 약 85도에서 제어할 수 있습니다. 이 펌프는 올림픽 규모의 수영장을 30분 만에 채울 수 있습니다. Frontier는 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터일 뿐만 ​​아니라 가장 환경 친화적인 슈퍼컴퓨터입니다.

Frontier의 에너지 소비율은 글로벌 슈퍼컴퓨터 환경 보호 Green500 목록에서도 1위를 차지했습니다. 3세대 AMD Epyc 프로세서와 Instinct MI250x 가속기로 구성된 단일 캐비닛 장치의 에너지 소비 효율은 전력 작업 와트당 62.68기가플롭입니다.

그러나 프론티어를 조립하는 것은 쉽지 않습니다. ORNL은 685개의 다른 숫자로 6천만 개의 부품을 구입해야 합니다. 게다가 건설 과정에서 칩 부족 문제도 해결해야 했습니다.

ORNL에는 167개의 영향을 받는 부품 번호가 있으며, 이는 200만 개의 부품에 해당합니다. 그리고 AMD에는 MI200 GPU에 대한 15개의 번호가 매겨진 부품이 없습니다.

그래서 ORNL은 ASCR과 협력하여 이러한 부품에 대한 국방 우선순위 및 할당 시스템(DPAS) 등급을 획득했습니다. 이는 미국 정부가 연간 국방 예산을 사용하여 이러한 부품을 시장 가격보다 더 나은 가격에 구입할 수 있음을 의미합니다. 곧 "부족" 문제가 해결되었습니다.

이번 작전의 물결이 끝나면 많은 사람들의 마음속에 있는 소위 "의심"이 해결될 수 있을까요? 미국: 국방을 위해 슈퍼컴퓨팅 개발에 더욱 힘쓰겠습니다!

비용이 많이 들지만 활용 범위가 넓습니다. 엔비디아 같은 부자들이 지구의 디지털 트윈을 구축하는 시대에, 방대한 데이터를 처리하고 기후 시뮬레이션과 산업 응용을 담당하는 AI 개발에 각국 공식 부서의 슈퍼컴퓨터가 점점 더 중요해지고 있다. 오크포레스트는 컴퓨팅 파워 자체를 다 쓰지 못하더라도 이를 임대하거나 판매할 수 있다.

그리고 다른 나라에도 이에 대한 선례가 있습니다. 공작 기계의 재료 가공 결과를 예측하는 실험에서 일본의 DMG Mori Seishi 공작 기계가 자체 산업용 컴퓨터를 갖추는 데 8시간이 걸렸지만 Fugaku는 10분만 필요했습니다. 완료하세요.

중국: 선택에 달렸습니다. 살펴보겠습니다

새 목록에서 중국과 미국은 여전히 ​​가장 많은 항목을 보유한 국가입니다.

목록에 오른 슈퍼컴퓨터의 수는 중국이 여전히 173개로 이전 기간과 동일하며 계속 1위를 유지하고 있습니다. 미국은 전 기간 150위에서 127위로 하락해 2위를 차지했다. 그럼에도 불구하고 이들 두 국가는 여전히 TOP 500 목록 전체의 60%를 차지하고 있다. 일본, 독일, 프랑스는 각각 34위, 31위, 22위로 3~5위를 차지했다.

프론티어는 공식적으로는 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터가 되었지만, 지난해 공개된 두 대의 중국 슈퍼컴퓨터와는 비교가 되지 않습니다. 그러나 현재 두 시스템 모두 Top500에 테스트 데이터를 제출하지 않습니다.

유출된 데이터에 따르면 많은 외국 언론은 HPL 벤치마크에서 Sunway OceanLight 슈퍼컴퓨터의 최고 값이 약 1.3엑사플롭스/1.05엑사플롭인 반면 Tianhe-3는 지속 최고치인 1.7엑사플롭스/1.3엑사플롭에 도달할 수 있다고 추론했습니다. 값. 그러나 미국의 칩 관련 다양한 '걸림돌'을 고려하면 중국의 슈퍼컴퓨팅 순위가 제재 대상이 될 가능성이 높습니다. 아마도 단기적으로는 관련 데이터가 업데이트되지 않을 것입니다.

목록에 오른 항목 수로 보면 중국이 34.6%의 비율로 1위를 차지하고 있으며, 미국은 25.4%의 비율로 2위를 차지하고 있으며 여전히 중국과 미국이 패권 경쟁을 벌이고 있습니다. .

전체 성능 순위에서는 여전히 미국의 우위가 흔들리지 않고, 전체 컴퓨팅 파워의 47.3%로 1위를 확고히 차지하고 있는데, 이번에 1위에 오른 프론티어를 보면 어렵지 않습니다. , 미국의 안정적인 순위 지배에 많은 기여를 했습니다.

또한, 이 Top 500 목록은 1990년 이후 슈퍼컴퓨팅 성능의 진행 추세도 계산하고 선형 회귀를 수행합니다. 표의 가로축은 시간, 세로축은 컴퓨팅 성능(로그로 표시)입니다.

녹색 점은 목록에 있는 슈퍼컴퓨터의 총 컴퓨팅 성능이고, 노란색 삼각형은 목록에 있는 상위 슈퍼컴퓨터의 컴퓨팅 성능이며, 파란색 사각형은 목록에 있는 마지막(500번째) 슈퍼컴퓨터의 컴퓨팅 성능입니다. . 해당 색상의 직선은 선형 회귀의 결과입니다. 이 세 직선은 컴퓨팅 파워 증가에 대한 무어의 법칙의 예측 판단과 대략적으로 일치함을 알 수 있습니다. 무어의 법칙은 죽었다고 하는데, 슈퍼컴퓨팅 분야에서는 여전히 건재한 것 같습니다.

유럽 상승: 상위 10위권이 7석 차지

괄목할 만한 결과를 얻은 지역은 미국만이 아닙니다. 유럽도 전체 순위를 보면 미국, 중국, 일본이 상위 3위를 차지하고 있으며, 상위 10위 중 나머지 7석은 모두 유럽 국가들이 차지하고 있다.

그 중 독일 31개 방송국, 프랑스 22개 방송국, 이탈리아 14개 방송국이 목록에 있습니다. 핀란드가 새로 배포한 LUMI 슈퍼컴퓨터는 FP64 성능이 151.9페타플롭스로 미국의 Summit을 간신히 능가하여 3위를 차지했습니다.

그리고 프랑스의 GENCI-CINES' Adastra는 46.1페타플롭스의 성능으로 10위권을 차지할 뻔했습니다. LUMI만큼 강력하지는 않지만 Adastra는 여전히 유럽에서 두 번째로 강력한 슈퍼컴퓨터라는 구별을 유지하고 있습니다. LUMI 및 Adastra와 같은 시스템도 또 다른 추세를 보여줍니다. Frontier와 마찬가지로 3세대 Epyc CPU 및 Instinct GPU를 사용하는 HPE의 전체 AMD Cray EX 플랫폼을 기반으로 합니다.

GPU 가속을 사용하지 않는 이유: 여전히 돈이 부족함

오랜만에 AMD가 Top500 시스템에서 호스트 CPU의 대표적인 점유율을 차지했지만 Intel Xeon 프로세서가 여전히 지배적입니다.

인텔은 금세기 초부터 고성능 컴퓨팅 분야에 힘을 쏟기 시작했는데, 불과 몇 년 만에 IBM, HP 등 이전의 주요 기업 여러 곳을 밀어내고 큰 부상을 입었습니다. 2017년부터 2020년까지 고성능 컴퓨팅 분야에서 인텔의 시장 점유율은 한때 90%를 넘기며 정점에 이르렀습니다.

지금까지 Intel의 점유율은 4.2%포인트 감소한 77.4%로 여전히 높은 반면, AMD의 점유율은 이 수치만큼 증가했습니다. Epycs는 Xeon SP에 대해 더 많은 추진력을 얻을 것으로 예상됩니다. 게다가 AMD는 뒤에서 따라잡을 기세도 갖고 있다. 2022년 글로벌 슈퍼컴퓨팅 Top500 목록에는 현재 AMD 제품을 사용하는 슈퍼컴퓨터가 94개 있으며, 이는 연간 95% 증가한 수치입니다. 또한, AMD의 Instinct MI200 가속기는 슈퍼컴퓨터 중 7개에 처음으로 채택되었습니다.

또 다른 질문은 GPU 가속기를 사용하는 것이 어떨까요? 아마도 비싸기 때문이겠죠? 컴퓨팅 엔진으로서 GPU 가속기는 엄청난 성능과 비용 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 현재 가속기는 Top500 목록의 슈퍼컴퓨팅 아키텍처에서 지배적인 위치를 차지하지 않습니다. 이러한 GPU 가속기는 주로 Nvidia에서 제공됩니다. 그러나 GPU로 이식해야 하는 애플리케이션이 많고 돈이 부족하지 않은 NVIDIA 자체 HPC 센터 외에도 전 세계 수천 개의 다른 HPC 센터에는 여전히 돈이 부족합니다. CPU용으로 명시적으로 작성되었습니다.

현재 상위 500개 목록에서 단 170개의 슈퍼컴퓨터만이 GPU 가속기를 사용합니다. 물론 대부분은 NVIDIA 제품입니다. 또 다른 요인은 더 저렴한 CPU 자체가 이제 벡터 및 행렬 계산과 같이 GPU와 유사한 가속 컴퓨팅 기능을 추가하고 있다는 것입니다.

이렇게 하면 CPU 프로그램을 GPU로 전송하는 것보다 비용이 절약되고 프로그래밍하기가 더 쉽습니다. 주로 GPU 가속 시스템으로 구성된 Top500 목록을 볼 수 없을 수도 있습니다. 실제로 "Fuyue" 및 "TaihuLight"와 같은 최상위 슈퍼컴퓨팅 시스템에서 CPU는 기본적으로 벡터 및 행렬 계산을 수행하는 GPU 역할을 합니다.

위 내용은 미국, 슈퍼컴퓨팅 세계 1위 탈환! 인류는 엑사급 슈퍼컴퓨팅을 달성하고 Frontier는 세계 상위 500위권을 차지했습니다.의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!