Amerika Syarikat memperoleh semula tempat teratas dalam superkomputer di dunia! Kemanusiaan telah mencapai superkomputer exascale, dan Frontier telah membunuh 500 syarikat teratas di dunia.

​Fugaku Jepun, yang telah mendominasi ranking selama dua tahun dan menamatkan empat kejuaraan berturut-turut, akhirnya jatuh dari "altar".

Dalam senarai 500 superkomputer global teratas yang baru diumumkan pada tahun 2022, Frontier dari Makmal Kebangsaan Oak Ridge (ORNL) di Amerika Syarikat memenangi tempat pertama. Dengan skor HPL 1.102 Exaflop/s, Frontier bukan sahaja superkomputer paling berkuasa dalam sejarah, ia juga merupakan "superkomputer Exascale" yang pertama.

Sebaliknya, Sunway TaihuLight dan Tianhe-2 China jatuh ke tempat keenam dan kesembilan. Tahun lepas, Amerika Syarikat memasukkan pembekal pemproses Sunway TaihuLight, Sunway dalam senarai entiti, yang lebih kurang menjejaskan pembangunan superkomputer China.

Jumlah kuasa pengkomputeran pengiraan titik terapung 64-bit dalam Top500 kali ini ialah 4.4 exaflops, peningkatan sebanyak 44.7% daripada senarai sebelumnya enam bulan lalu.

Frontier: Menembusi 10 bilion kali

Jadi, sejauh manakah prestasi Frontier itu? ! Ringkasnya, walaupun kuasa pengkomputeran gabungan 468 superkomputer di belakangnya tidak setanding dengan Frontier.

Selain kuasa pengkomputeran yang mempesonakan, Frontier juga merupakan salah satu superkomputer terpantas di dunia untuk menjalankan AI. Dalam ujian prestasi ketepatan campuran penanda aras HPL-AI, Frontier mencatatkan markah 6.88 ExaFlops.

Dalam istilah vernakular, prestasi ini bersamaan dengan memberikan setiap neuron dalam badan pintar yang terdiri daripada 86 bilion neuron untuk mengeluarkan 68 juta arahan sesaat. Menggunakan model latihan AI yang besar ini, ia seperti enjin roket ditambah dengan kereta Formula Satu, yang boleh berlepas terus di trek. Frontier baharu meliputi kawasan seluas 372 meter persegi, terdiri daripada 74 kabinet HPE Cray EX, dan boleh memuatkan 9408 nod.

Setiap nod mempunyai CPU AMD Milan "Trento" 7A53 Epyc, dipasangkan dengan memori 512GB DDR4 dan 4 GPU AMD Radeon Instinct MI250X. Secara keseluruhannya, sistem ini mempunyai 602,112 teras CPU yang disambungkan kepada memori DDR4 4.6PB. Selain itu, 37,888 GPU AMD MI250X dengan 8,138,240 teras dipasangkan dengan memori HBM 4.6PB (128GB setiap GPU). CPU dan GPU disambungkan menggunakan fabrik rangkaian berasaskan Ethernet HPE Cray Slingshot-11.

Storan disambungkan kepada subsistem storan berprestasi tinggi, dengan kapasiti 700PB, daya pemprosesan 75TB/s dan prestasi 15 bilion IOPS. Lapisan metadata tersebar di 480 NVMe SSD, menyediakan 10PB kapasiti keseluruhan, manakala 5,400 NVMe SSD menyediakan 11.5PB kapasiti untuk peringkat storan berkelajuan tinggi utama. Pada masa yang sama, 47,700 cakera keras PMR menyediakan kapasiti 679PB.

Dari segi pelesapan haba, sistem penyejukan air membolehkan 6,000 gelen air "bergerak" ke seluruh sistem dengan pam 350 kuasa kuda, dengan itu mengawal suhu untuk sekitar 85 darjah. Untuk meletakkannya dalam perspektif, pam ini boleh mengisi kolam renang bersaiz Olimpik dalam masa 30 minit. Frontier bukan sahaja superkomputer terpantas di dunia, tetapi juga superkomputer paling mesra alam.

Nisbah penggunaan tenaga Frontier juga menduduki tempat pertama dalam senarai Green500 tahap perlindungan alam sekitar superkomputer global. Kecekapan penggunaan tenaga bagi unit kabinet tunggal yang terdiri daripada pemproses AMD Epyc generasi ketiga dan pemecut Instinct MI250x ialah 62.68 gigaflop setiap watt operasi kuasa.

Walau bagaimanapun, bukan mudah untuk memasang Frontier ORNL mesti membeli 60 juta alat ganti dengan 685 nombor berbeza. Selain itu, kami terpaksa berhadapan dengan kekurangan cip semasa proses pembinaan.

ORNL mempunyai 167 nombor bahagian yang terjejas, yang menghasilkan 2 juta bahagian. Dan AMD kehilangan 15 bahagian bernombor untuk GPU MI200.

Jadi ORNL bekerjasama dengan ASCR untuk mendapatkan penarafan Sistem Keutamaan dan Peruntukan Pertahanan (DPAS) untuk bahagian ini, yang bermaksud bahawa kerajaan A.S. boleh menggunakan belanjawan pertahanan tahunan untuk membelinya pada harga yang lebih baik daripada harga pasaran . Tidak lama kemudian, masalah "kekurangan" telah diselesaikan.

Selepas gelombang operasi ini, bolehkah apa yang dipanggil "keraguan" dalam fikiran ramai orang? Amerika Syarikat: Demi pertahanan negara kita, kita akan meningkatkan usaha kita untuk membangunkan superkomputer!

Walaupun harganya sangat mahal, ia mempunyai pelbagai kegunaan. Dalam era apabila lelaki kaya seperti Nvidia membina kembar digital bumi, superkomputer di jabatan rasmi pelbagai negara menjadi semakin penting dalam membangunkan AI yang memproses data besar, meniru iklim dan aplikasi perindustrian. Walaupun Oak Forest tidak boleh menggunakan kuasa pengkomputeran itu sendiri, ia masih boleh menyewa atau menjualnya.

Dan terdapat preseden untuk ini di negara lain: Dalam percubaan untuk meramalkan hasil pemprosesan bahan alatan mesin, ia mengambil masa 8 jam untuk Alat Mesin DMG Mori Sei Jepun untuk memiliki komputer perindustriannya sendiri, tetapi Fugaku hanya memerlukan 10 minit untuk menyelesaikannya.

China: Biar saya lihat

Dalam senarai baharu, China dan Amerika Syarikat masih menjadi negara dengan penyertaan terbanyak.

Dari segi bilangan superkomputer dalam senarai, China masih berada di tangga teratas senarai dengan 173, iaitu sama seperti tempoh sebelumnya. Amerika Syarikat turun kepada 127 daripada 150 dalam tempoh sebelumnya, menduduki tempat kedua. Walaupun begitu, kedua-dua negara ini masih menyumbang 60% daripada jumlah keseluruhan dalam senarai TOP 500. Jepun, Jerman, dan Perancis menduduki tempat 3-5 dengan masing-masing 34, 31, dan 22 unit.

Walaupun Frontier secara rasminya telah menjadi superkomputer paling berkuasa di dunia, ia tidak dapat dibandingkan dengan dua superkomputer China yang didedahkan tahun lepas. Walau bagaimanapun, kedua-dua sistem pada masa ini tidak menyerahkan data ujian kepada Top500.

Menurut data yang didedahkan, banyak media asing telah membuat kesimpulan bahawa nilai puncak superkomputer Sunway OceanLight pada penanda aras HPL ialah kira-kira 1.3 exaflops/1.05 exaflops, manakala Tianhe-3 boleh mencapai 1.7 exaflops nilai puncak/1.3 exaflops nilai berterusan. Walau bagaimanapun, memandangkan pelbagai "leher tersekat" di Amerika Syarikat, akibat daripada kedudukan superkomputer China mungkin menjadi "sasaran" untuk sekatan Mungkin, kami tidak akan melihat sebarang data yang relevan dalam jangka pendek.

Dari segi bilangan penyertaan dalam senarai, China menduduki tempat teratas dengan 34.6%, dan Amerika Syarikat menduduki tempat kedua dengan 25.4%. masih bersaing untuk hegemoni.

Dalam kedudukan prestasi keseluruhan, kelebihan Amerika Syarikat masih tidak tergoyahkan, dengan kukuh menduduki tempat pertama dengan 47.3% daripada jumlah kuasa pengkomputeran Ia tidak sukar untuk dilihat bahawa bilangan orang yang mencapai puncak kali ini adalah Frontier telah banyak menyumbang kepada penguasaan stabil Amerika Syarikat.

Selain itu, senarai 500 Teratas ini juga mengira kemajuan kuasa superkomputer sejak 1990 dan melakukan regresi linear. Paksi mendatar dalam jadual ialah masa, dan paksi menegak ialah kuasa pengiraan (diambil sebagai logaritma).

Titik hijau ialah jumlah kuasa pengkomputeran superkomputer dalam senarai, segi tiga kuning ialah kuasa pengkomputeran superkomputer teratas dalam senarai, dan segi empat sama biru ialah kuasa pengkomputeran yang terakhir (ke-500) superkomputer dalam senarai. Garis lurus warna sepadan adalah hasil regresi linear. Dapat dilihat bahawa ketiga-tiga garis lurus ini secara kasarnya selaras dengan pertimbangan ramalan Hukum Moore mengenai peningkatan kuasa pengkomputeran. Dikatakan bahawa Undang-undang Moore telah mati, tetapi nampaknya dalam bidang superkomputer, ia masih hidup dan sihat.

Kebangkitan Eropah: Top10 menduduki 7 kerusi

Amerika Syarikat bukanlah satu-satunya wilayah yang telah mencapai keputusan yang luar biasa. Eropah juga menunjukkan prestasi yang baik daripada kedudukan keseluruhan, Amerika Syarikat, China, dan Jepun menduduki tiga teratas, dan baki tujuh kerusi dalam sepuluh teratas semuanya diduduki oleh negara Eropah.

Antaranya, 31 stesen Jerman ada dalam senarai, 22 stesen Perancis ada dalam senarai, dan 14 stesen Itali ada dalam senarai. Superkomputer LUMI Finland yang baru digunakan hampir tidak melepasi Sidang Kemuncak Amerika Syarikat dengan prestasi FP64 sebanyak 151.9 petaflops, menduduki tempat ketiga.

Selain itu, Adastra GENCI-CINES Perancis hampir memenangi tempat ke-10 dengan prestasi 46.1 petaflops. Walaupun tidak sehebat LUMI, Adastra masih mengekalkan keistimewaan sebagai superkomputer kedua paling berkuasa di Eropah. Sistem seperti LUMI dan Adastra juga menggambarkan trend lain. Seperti Frontier, mereka berdasarkan platform HPE Cray EX yang serba lengkap, menggunakan CPU Epyc generasi ketiga dan GPU Instinct.

Mengapa tidak menggunakan pecutan GPU: ia masih membazir wang

Buat pertama kali dalam masa yang lama, AMD diwakili antara CPU hos di sistem dalam bahagian Top500, tetapi pemproses Intel Xeon masih mendominasi.

Bermula dari awal abad ini, Intel mula melakukan usaha dalam bidang pengkomputeran berprestasi tinggi dalam beberapa tahun sahaja, ia mengambil beberapa pemain utama sebelum ini sebagai IBM dan Hewlett-Packard saya sangat tertekan sehingga saya kehilangan daya hidup saya. Dari 2017 hingga 2020, bahagian pasaran Intel dalam bidang pengkomputeran berprestasi tinggi mencapai kemuncaknya, sekali melebihi 90%.

Sehingga kini, bahagian Intel masih setinggi 77.4%, penurunan sebanyak 4.2 mata peratusan, manakala bahagian AMD baru sahaja meningkat dengan jumlah ini. Epycs dijangka mendapat lebih banyak momentum berbanding Xeon SP. Lebih-lebih lagi, AMD mempunyai momentum untuk mengejar dari belakang. Dalam senarai 2022 Global Supercomputing Top500, kini terdapat 94 superkomputer yang bergantung pada produk AMD, peningkatan tahunan sebanyak 95%. Selain itu, pemecut Instinct MI200 AMD digunakan dalam 7 superkomputer buat kali pertama.

Persoalan lain ialah, mengapa tidak menggunakan pemecut GPU? Mungkin kerana ia mahal? Sebagai enjin pengkomputeran, pemecut GPU boleh meningkatkan prestasi besar dan keberkesanan kos Walau bagaimanapun, pada masa ini, pemecut tidak menduduki kedudukan dominan dalam seni bina superkomputer dalam senarai Top500. Pemecut GPU ini terutamanya daripada Nvidia. Walau bagaimanapun, sebagai tambahan kepada pusat HPC Nvidia sendiri, yang mempunyai sejumlah besar aplikasi yang perlu dipindahkan ke GPU dan tidak kekurangan wang, beribu-ribu pusat HPC lain di seluruh dunia masih kekurangan wang ditulis secara eksplisit untuk CPU.

Dalam senarai Top500 semasa, hanya 170 superkomputer menggunakan pemecut GPU - sudah tentu kebanyakannya adalah daripada NVIDIA. Faktor lain ialah CPU yang lebih murah sendiri kini menambah fungsi pengkomputeran dipercepatkan serupa dengan GPU, seperti pengiraan vektor dan kini matriks.

Ini menjimatkan wang dan lebih mudah untuk diprogramkan daripada memindahkan program CPU ke GPU. Kami mungkin tidak pernah melihat senarai Top500 yang terdiri terutamanya daripada sistem dipercepatkan GPU. Malah, dalam sistem superkomputer peringkat teratas seperti "Fuyue" dan "TaihuLight", CPU pada asasnya bertindak sebagai GPU dengan pengiraan vektor dan matriks.

Atas ialah kandungan terperinci Amerika Syarikat memperoleh semula tempat teratas dalam superkomputer di dunia! Kemanusiaan telah mencapai superkomputer exascale, dan Frontier telah membunuh 500 syarikat teratas di dunia.. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!