Neues Zeitalter für Supercomputing?

17. November 2014, 04:41
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Wenn das Bit nicht zum Prozessor will, muss der Prozessor zum Bit.

Wenn das Bit nicht zum Prozessor will, muss der Prozessor zum Bit.
IBM hat zusammen mit Nvidia und Mellanox vom US-Energieministerium den Auftrag zum Bau von zwei neuen Supercomputern erhalten. Insgesamt sollen sie 325 Millionen Dollar kosten. "Sierra" ist für das Lawrence Livermore National Laboratory bestimmt und soll eine Leistung von rund 100 Petaflops erreichen (Ein Petaflop bedeutet eine Billiarde Fliesskommaoperationen pro Sekunde). Am Lawrence Livermore National Laboratory wird vor allem Atomwaffenforschung betrieben. Der Supercomputer "Summit" am Oak Ridge National Laboratory soll sogar 150 bis 300 Petaflops erreichen, und für allgemeine wissenschaftliche Aufgaben eingesetzt werden. Der gegenwärtig schnellste Supercomputer der Welt ist mit einer Spitzenleistung von 7,8 Petaflops gegenwärtig der sechstschnellste Computer der Welt.
Die Leistungssteigerung wird bei den neuen IBM-Supercomputern weniger durch stärkere Prozessoren, als durch deutlich schnelleren Datentransport erreicht. Laut dem IBM-Supercomputing-Spezialisten John Kelly wird mit den beiden neuen Supercomputern eine neue Ära in der Supercomputerarchitektur eingeleitet. Sie seien Vorläufer einer "datenzentrischen" (Data Centric) Architektur. Dies bedeute eine Abkehr von der Idee des Zentralprozessors. Bisher werden Daten zur Verarbeitung jeweils ein oder viele Male vom Storage zur CPU und wieder zurücktransportiert. Bei der datenzentrischen Architektur werde dagegen ein grosser Teil der Computing-Leistung dorthin verlegt, wo die Daten lagern.
In-Memory-Supercomputing
Bei Sierra und Summit bedeutet dies vorerst vor allem, dass die Daten näher an die Prozessoren gebracht werden. Die Datenverarbeitung wird wie bei aktuellen Supercomputern von CPUs und GPUs übernommen. Summit und Sierra basieren auf Power-Prozessoren von IBM und Volta-Grafikprozessoren von Nvidia. Der Grossteil der Daten soll aber nicht von den Storagesystemen zu den Prozessoren transportiert, sondern gemäss dem "In-Memory"-Konzept im Speicher der einzelnen Supercomputer-Knoten vorgehalten werden. Insgesamt sollen die Systeme dazu mit mehr als fünf Petabyte an RAM- und Flashspeicher bestückt werden.
Zwischen Speicher und Prozessoren werden laut IBM Datentransferraten von bis zu 17 Petabyte pro Sekunde möglich sein. Aber auch die CPUs und GPUs untereinander sollen mittels einer von Nvidia entwickelten Technologie fünf bis zwölfmal schneller kommunizieren können als bisher. Und Mellanox wird eine neue Version von Infiniband beisteuern, die zwischen den Knoten Verbindungen mit 100 Gbit pro Sekunde erlaubt. (hjm)
(Foto: Die inside-it.ch-Crew vor dem Piz Daint, zusammen mit CSCS-Vizedirektor Michele de Lorenzi (Mitte unten). Das Bild hat zwar nicht direkt etwas mit dem Artikel zu tun, aber wir sind halt immer noch stolz, dass wir da waren. Übrigens: Mehr zum "Privatleben" unserer Redaktion findet man auf unserer Facebook-Seite.)

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