Фугаку (суперкомпьютер)
 | |
| Активный | С 2021 года |
|---|---|
| Спонсоры | МЕКСТ |
| Операторы | Королевство |
| Расположение | Центр вычислительных наук Рикена (R-CCS) |
| Архитектура |
|
| Операционная система | Пользовательское Linux ядро на базе |
| Память | HBM2 32 ГиБ/узел |
| Хранилище |
|
| Скорость | 442 P FLOPS (на TOP500 Rmax) после обновления; выше 2,0 E FLOPS на другом тесте смешанной точности |
| Расходы | миллиард долларов США 1 (общая стоимость программы) [2] [3] |
| Рейтинг | ТОП500 : № 4, июнь 2024 г. |
| Цель | Научные исследования |
| Наследие | ТОП500 №1, июнь 2020 г. – июнь 2022 г. |
| Веб-сайт | www |
| Источники | Конфигурация системы Фугаку |
Фугаку ( яп . 富岳 ) — петамасштабный суперкомпьютер в Рикен Центре вычислительных наук в Кобе , Япония . Его разработка началась в 2014 году как преемник компьютера K. [4] и дебютировал в 2020 году. Он назван в честь альтернативного названия горы Фудзи . [5]
Он стал самым быстрым суперкомпьютером в мире в TOP500 за июнь 2020 года. списке [6] а также стал первым компьютером на базе архитектуры ARM , добившимся этого. [7] На этот раз он также достиг 1,42 экзафлопс в смешанном тесте точности HPL-AI fp16/fp64. Регулярную работу он начал в 2021 году. [8]
как самый быстрый суперкомпьютер в мире В мае 2022 года Fugaku был заменен Frontier . [9]
Аппаратное обеспечение [ править ]
Суперкомпьютер построен на базе микропроцессора Fujitsu A64FX . Этот ЦП основан на процессорной архитектуре 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 экзафлопс ). [11] [12]
В первоначальной (июнь 2020 г.) конфигурации Fugaku использовалось 158 976 процессоров A64FX, соединенных с помощью запатентованного межсоединения Torus Fusion компании Fujitsu . [7] Обновление в ноябре 2020 года увеличило количество процессоров. [13]
Программное обеспечение [ править ]
Fugaku использует «облегченную многоядерную операционную систему» под названием IHK/McKernel . В операционной системе используются Linux и облегченное ядро McKernel , работающие одновременно и параллельно. Инфраструктура, в которой работают оба ядра, называется интерфейсом для гетерогенных ядер (IHK). Высокопроизводительное моделирование выполняется на McKernel, а для всех остальных POSIX -совместимых сервисов доступен Linux. [14] [15] [16]
Fugaku использует трехуровневую систему хранения для обеспечения параллельного хранения вычислительных узлов. Хранилище LLIO первого уровня представляет собой ускоритель файлового ввода-вывода на базе NVM, разработанный совместно Fujitsu и RIKEN, который выделяется для каждого задания в вычислительных узлах для хранения временных данных с низкой задержкой. Система LLIO передает данные в файловую систему Fujitsu Exascale (FEFS) второго уровня и из нее, которая использует дисковое хранилище на основе программного обеспечения Lustre для создания большой постоянной высокопроизводительной файловой системы. [17] [18] и ленточный архив для хранения большого объема данных, к которым редко обращаются.
Помимо системного программного обеспечения, на суперкомпьютере работает множество приложений, включая несколько тестов. При выполнении основного теста HPL , используемого TOP500 , Fugaku находится на уровне петамасштаба и почти на полпути к экзафлопсу. Кроме того, Fugaku установила мировые рекорды как минимум по трем другим критериям, включая HPL-AI ; при 2,0 эксафлопс система превысила экзафлопсный порог для эталонного теста. [19] Описание этого теста следующее:
Выбранный метод решателя представляет собой комбинацию LU-факторизации и итеративного уточнения, выполняемого впоследствии, чтобы вернуть решение к 64-битной точности. Инновация HPL-AI заключается в отказе от необходимости 64-битных вычислений на протяжении всего процесса решения и вместо этого в выборе точности низкой точности (вероятно, 16-битной) для LU и сложной итерации для восстановления точности, потерянной при факторизации. [20]
Производительность [ править ]
Заявленная начальная производительность Fugaku составляла Rmax 416 петафлопс в FP64, высокопроизводительном тесте LINPACK используемом TOP500. [7] После увеличения количества процессоров в ноябре 2020 года производительность Fugaku увеличилась до Rmax 442 петафлопс. [13]
В 2020 году Fugaku также заняла первые места в других рейтингах, тестирующих компьютеры с различными рабочими нагрузками, включая тесты Graph500 , HPL-AI и HPCG . Ни один предыдущий суперкомпьютер никогда не возглавлял все четыре рейтинга одновременно. [21]
После обновления аппаратного обеспечения в ноябре 2020 года «Fugaku увеличила производительность в новом тесте HPC-AI смешанной точности до 2,0 эксафлопс, превысив отметку в 1,4 эксафлопс, зафиксированную шесть месяцев назад. Это первые измерения производительности выше одного эксафлопс для любой точности». на любом типе оборудования». (рост на 42%) [22] Интересно, что количество ядер Arm A64FX увеличилось всего на 4,5%, до 7 630 848, но измеренная производительность выросла гораздо больше в этом тесте (и система не использует другие вычислительные возможности, такие как графические процессоры ), и немного больше в TOP500. , или на 6,4%, до 442 петафлопс, нового мирового рекорда. [23] и на столько же увеличит разрыв до следующего компьютера. В тесте HPCG он в 5,4 раза быстрее (16,0 HPCG-петафлопс) чем система номер два Summit . [24] который также является вторым в TOP500.
Производительность Fugaku превосходит совокупную производительность следующих 4 суперкомпьютеров в списке TOP500 (почти следующих 5) и на 45% превосходит все остальные 10 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 раза, и тайно эксплуатировал его, чтобы избежать санкций со стороны США. [26] Фактически, бумага, созданная на этой машине, получила премию Гордона Белла за лучшую бумагу. Сообщается, что по состоянию на май 2022 года в Китае эксплуатируются два суперкомпьютера с экзафлопсной производительностью. [26]
История [ править ]
23 мая 2019 года Riken объявил, что суперкомпьютер будет называться Fugaku. [27] В августе 2019 года был представлен логотип Fugaku; на нем изображена гора Фудзи , символизирующая «высокую производительность Фугаку» и «широкий круг ее пользователей». [4] [28] В ноябре 2019 года прототип Fugaku занял первое место в списке Green500 . [29] [30] Отгрузка стоек для оборудования на объект Riken началась 2 декабря 2019 года. [31] и завершено 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 искусственного интеллекта на японском языке Токийским технологическим институтом , Исследовательским институтом Рикен, Fujitsu Ltd и Университетом Тохоку . [35]
Стоимость [ править ]
В 2018 году Nikkei сообщил, что программа будет стоить йен 130 миллиардов (около 1 миллиарда долларов США). [3] [8]
Сравнение [ править ]
| Имя | Год начала | Конец года | Производительность ( ПФЛОПС ) [примечание 1] | Расходы (миллионов долларов США) (без учета инфляции) | Рейтинг ТОП500 | Поставщик процессора/графического процессора | Процессор | ТЫ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Фугаку | 2020 | — | 442 [36] | 1213 [3] [примечание 2] | С июня 2020 г. по 1 ноября 2021 г. [36] | Фуджицу | A64FX | Linux (RedHat 8) и McKernel |
| Саммит | 2018 | — | 148 | 300 [37] | Июнь 2018 г. – 1 ноября 2019 г. | IBM , Нвидиа | POWER9 , Тесла | Линукс (РедХат) |
| Сьерра | 2018 | — | 94 | Ноябрь 2018 г. – 2 ноября 2019 г. | ||||
| Санвей ТайхуЛайт | 2016 | — | 93 | 280 [38] | Июнь 2016 г. – 1 ноября 2017 г. | НРКПК | Санвей SW26010 | Линукс (Поднять) |
| К | 2011 | 2019 | 10 | 1045 [39] | Июнь 2011 г. – 1 ноября 2011 г. | Фуджицу | SPARC64 VIIIfx | Линукс |
Эти цифры устарели. Сегодня Fugaku занимает 4 место в ТОП500 .
- ^ Это основано на измерении TOP500 Rmax с использованием эталонного теста LINPACK с точностью FP64 .
- ^ Это общая стоимость программы, включающая создание технологий, а не только машины.
См. также [ править ]
- Суперкомпьютеры ARM
- Аврора (суперкомпьютер)
- Фронтир (суперкомпьютер)
- Список самых быстрых компьютеров
- Саммит (суперкомпьютер)
- ТОП500
Ссылки [ править ]
- ^ «Информация Пост-К (Фугаку)» . Фуджицу. Архивировано из оригинала 8 июня 2020 г. Проверено 23 июня 2020 г.
- ^ Кларк, Дон (22 июня 2020 г.). «Японский суперкомпьютер признан самым быстрым в мире» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 26 июня 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с Такей, Томохиса (14 сентября 2018 г.) «Может ли ИТ-индустрия воспользоваться преимуществами компьютера Post-K стоимостью 130 миллиардов иен?» . Nikkei Crosstech (xTECH) (на японском языке , дата обращения 28 июня 2020 г. ) .
- ^ Jump up to: а б «Проект Суперкомпьютер «Фугаку» (на японском языке RIKEN) Проверено 25 мая 2019 г.
- ^ «Суперкомпьютер Фугаку, названный в честь горы Фудзи, дебютирует» . Асахи Симбун . 16.06.2020 . Проверено 23 июня 2020 г.
- ^ «Японский Fugaku завоевал титул самого быстрого суперкомпьютера в мире» (пресс-релиз). www.riken.jp . Проверено 7 декабря 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д Катресс, доктор Ян (22 июня 2020 г.). «Новый суперкомпьютер №1: Fujitsu Fugaku и A64FX выводят Arm на вершину с 415 петафлопс» . www.anandtech.com . Проверено 22 июня 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Цукимори, Осаму (7 января 2021 г.). «Японский суперкомпьютер Fugaku решает некоторые из крупнейших мировых проблем» . Джапан Таймс . Проверено 26 января 2021 г.
- ^ «ORNL's Frontier первым преодолел потолок эксафлопа» . Топ500 . 30 мая 2022 г. Проверено 30 мая 2022 г.
- ^ «Объявлены характеристики процессора Post-K» (на японском языке) Проверено 25 мая 2019 г.
- ^ «Fugaku — преемник суперкомпьютера K, обладающий 100-кратной вычислительной производительностью и 21 годом эксплуатации » . Mainichi Shimbun (на японском языке) Проверено 30 мая 2019 г.
- ^ «Fugaku переделывает экзафлопсные вычисления по своему собственному образу» . 09.12.2019 . Проверено 22 июня 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «Итоги ноября 2020 года – ТОП500» . www.top500.org . Проверено 7 декабря 2020 г.
- ^ «Очерк развития суперкомпьютера Фугаку» . Центр вычислительных наук Рикена. Архивировано из оригинала 23 января 2021 г. Проверено 23 июня 2020 г.
- ^ «МакКернел» . Рикен. Архивировано из оригинала 23 июня 2020 г. Проверено 23 июня 2020 г.
- ^ Маккернел на GitHub
- ^ «Суперкомпьютер Фугаку» (PDF) . Фуджицу.
- ^ «Отчет о кодировании Fugaku» (PDF) . Центр вычислительных наук RIKEN.
- ^ «Фугаку сохраняет титул самого быстрого суперкомпьютера в мире» . Провод HPC . 17 ноября 2020 г. Проверено 27 ноября 2020 г.
- ^ «Бенчмарк смешанной точности HPL-AI — документация HPL-AI 0.0.2» . icl.bitbucket.io . Проверено 18 ноября 2020 г.
- ^ Байфорд, Сэм (23 июня 2020 г.). «Японский суперкомпьютер на базе ARM теперь является самым быстрым в мире» . Грань . Проверено 23 июня 2020 г.
- ^ «Ноябрь 2020 | ТОП500» . www.top500.org . Проверено 18 ноября 2020 г.
- ^ «Суперкомпьютер Fugaku – Суперкомпьютер Fugaku, A64FX 48C 2,2 ГГц, межсоединение Tofu D | TOP500» . www.top500.org . Проверено 18 ноября 2020 г.
- ^ «HPCG – Ноябрь 2020 | ТОП500» . www.top500.org . Архивировано из оригинала 06 мая 2021 г. Проверено 18 ноября 2020 г.
- ^ «HPCG – Ноябрь 2020 | ТОП500» . www.top500.org . Архивировано из оригинала 06 мая 2021 г. Проверено 1 декабря 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «США стремятся догнать Китай в гонке суперкомпьютеров» . Файнэншл Таймс . 18 мая 2022 г. Проверено 23 мая 2022 г.
- ^ «Имя Пост-Кё решено как «Фугаку» (на японском языке) 23 мая 2019 г. Проверено 25 мая 2019 г.
- ^ «R-CCS анонсировала логотип Fugaku | Веб-сайт Центра вычислительных наук Riken Riken» . www.r-ccs.riken.jp . Центр вычислительных наук Рикена . Проверено 23 июня 2020 г.
- ^ «Ноябрь 2019» . TOP500.org . Проверено 20 ноября 2019 г.
- ^ «Прототип Fugaku назван самым экологичным суперкомпьютером» . Рикен. 18.11.2019 . Проверено 20 ноября 2019 г.
- ^ «Fujitsu начинает поставки суперкомпьютера Fugaku» . Фуджицу. 2019-12-02 . Проверено 23 июня 2020 г.
- ^ «Завершена поставка суперкомпьютера Фугаку» . Центр вычислительных наук Рикена. 13 мая 2020 г. Проверено 23 июня 2020 г.
- ^ МакКарри, Джастин (26 августа 2020 г.). «Нетканые маски лучше остановят Covid-19, — говорит японский суперкомпьютер» . Хранитель . Проверено 22 сентября 2020 г.
- ^ МакКарри, Джастин (22 сентября 2020 г.). «Защитные щитки для лица неэффективны при улавливании аэрозолей, — говорит японский суперкомпьютер» . Хранитель . Проверено 22 сентября 2020 г.
- ^ «Суперкомпьютер Fugaku для обучения искусственного интеллекта моделям японского языка» . Новости Японии . 2023-05-23.
- ^ Jump up to: а б «ТОП500 ноябрь 2021» . Топ500 . Июнь 2021 года . Проверено 16 ноября 2021 г.
- ^ Шенкленд, Стивен (26 июня 2018 г.). «США возвращаются на вершину рейтинга суперкомпьютеров TOP500, обогнав Китай с помощью IBM Summit» (на японском языке, дата обращения ZDNet Japan 28 октября 2020 г. ) .
- ^ Такаси Имото (24 июня 2020 г.) «Следующая задача после достижения вершины Фугаку: можно ли использовать ее для разработки областей, в которых Япония сильна?» (На японском языке , дата обращения 10 октября 2020 г. ). 28 .
- ^ Сейджи Танака (05 августа 2019 г.). «Суперкомпьютер Kyo, который не годится для второго места, имеет длительный срок службы - более 6 лет» (на японском языке). Получено 28 октября 2020 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Официальный сайт
(по-английски) - Сатоши Мацуока - Суперкомпьютеры для всех, SIAG_SC (28 июня 2022 г.) (лекция о Фугаку для широкой аудитории)
- Виртуальный тур по Фугаку
