4 superkomputery Cyfronetu wśród najszybszych i najbardziej energooszczędnych komputerów świata

Superkomputer Helios – działający w ACK Cyfronet AGH – znalazł się w pierwszej setce najszybszych i pierwszej dziesiątce najefektywniejszych energetycznie maszyn obliczeniowych na świecie! Tym samym utrzymał pozycję lidera w obu tych kategoriach w Polsce. Dodatkowo, po raz drugi w historii polskiej informatyki aż 4 lokaty na prestiżowej liście TOP500 zajęły superkomputery z jednego ośrodka – z Cyfronetu.

Helios - nowe światło dla innowacji w polskiej nauce i gospodarce

Helios posiada 35 PFLOPS teoretycznej mocy obliczeniowej, ponad 108 tysięcy rdzeni obliczeniowych, 460 TB pamięci operacyjnej i 18 PB pojemności systemów dyskowych, które łącznie oferują wydajność niemal 2 TB/s. Superkomputer został zbudowany według projektu Cyfronetu przez Hewlett-Packard Enterprise w oparciu o platformę HPE Cray EX4000 i składa się z trzech partycji obliczeniowych:

1. CPU wyposażonej w 75.264 rdzenie obliczeniowe AMD Zen4 oraz 200 TB pamięci operacyjnej DDR5,
2. GPU wyposażonej w 440 superczipów NVIDIA Grace Hopper GH200 oraz
3. INT dla pracy interaktywnej, wyposażonej w 24 akceleratory NVIDIA H100 i szybką lokalną pamięć NVMe.

Wszystkie komponenty superkomputera połączone są ze sobą siecią Slingshot o prędkości 200 Gb/s. Platforma HPE Cray EX, w oparciu o którą zbudowano Heliosa, jest także używana w budowie najszybszych superkomputerów na świecie (El Capitan, Frontier). Partycje CPU i GPU systemu są chłodzone cieczą, dzięki czemu możliwe jest osiągnięcie bardzo niskiego wskaźnika PUE (Power Usage Effectiveness), a w efekcie zwiększenie jego efektywności energetycznej i obniżenie kosztów eksploatacji. Dodatkowo, odzyskane w ten sposób ciepło może być wykorzystane do ogrzewania.

W obecnej edycji listy system znajduje się aż na dwóch pozycjach. Partycja GPU Heliosa ulokowała się na 69. miejscu, a partycja CPU na 348. Podział na dwie osobne pozycje jest spowodowany chęcią zaprezentowania pełni możliwości każdej z partycji obliczeniowych dzięki wykorzystaniu specjalnie zoptymalizowanych wersji benchmarków, powstałych jako efekt współpracy ekspertów Cyfronetu z HPE, NVIDIĄ i AMD.

Moc obliczeniowa Heliosa dla obliczeń AI to 1,8 EXAFLOPS!

Helios realizuje wiele projektów badawczych dla naukowców z całej Polski, m.in. z zakresu chemii, fizyki, inżynierii materiałowej, energetyki, medycyny, biologii oraz sztucznej inteligencji. Helios został zbudowany w ramach projektu realizowanego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, dzięki czemu jego moc obliczeniowa może zostać wykorzystana komercyjnie także przez gospodarkę.

Athena i Ares

Superkomputer Athena osiąga teoretyczną moc obliczeniową ponad 7,7 PFLOPS, co zapewniło maszynie zajęcie 212 miejsca na opublikowanej w listopadzie liście TOP500 oraz sprawia, że jest to 5 pod względem mocy obliczeniowej superkomputer w Polsce.

Konfiguracja Atheny obejmuje: serwery z procesorami AMD EPYC (w sumie 6.144 rdzenie obliczeniowe CPU) oraz 384 karty GPGPU NVIDIA A100. Architektura Atheny wychodzi naprzeciw potrzebom użytkowników superkomputerów Cyfronetu, którzy wykorzystują infrastrukturę obliczeniową zarówno do wykonywania standardowych wysokowydajnych symulacji naukowych, jak i do stosowania metod sztucznej inteligencji (AI) i uczenia maszynowego (ML) w badaniach z zakresu medycyny, farmakologii, biologii, chemii, fizyki oraz wielu innych dziedzin nauki. Moc obliczeniowa Atheny dla obliczeń AI to prawie 240 PFLOPS!

Superkomputer Ares oferuje łączną moc obliczeniową ponad 4 PFLOPS (teoretyczna wydajność części CPU to ponad 3,5 PFLOPS, a części GPU to ponad 0,5 PFLOPS). Moc Aresa jest uzyskiwana z serwerów obliczeniowych z procesorami Intel Xeon Platinum (37 824 rdzenie obliczeniowe) oraz 72 kart obliczeniowych NVIDIA Tesla V100. Na opublikowanej w listopadzie liście TOP500 Ares zajął pozycję nr 490.

Światowa czołówka wydajności energetycznej

Ogromnym sukcesem jest otrzymanie wyniku pomiaru efektywności energetycznej partycji GPU Heliosa, który ulokował ją na 7 miejscu listy Green500. Efektywność energetyczna jest mierzona w przeliczeniu ilości energii potrzebnej na utrzymanie jednostki mocy obliczeniowej. Tak wysoka lokata oznacza, że Helios oferuje więcej mocy obliczeniowej za każdą skonsumowaną kilowatogodzinę niż mniej efektywne systemy, a więc obliczenia z jego wykorzystaniem są nie tylko tańsze niż w przypadku innych maszyn, ale także w mniejszym stopniu wpływają na środowisko.

Jednocześnie Athena na liście Green500 zajęła miejsce nr 53, co także świadczy o doskonałej efektywności energetycznej, szczególnie biorąc pod uwagę, że ten superkomputer jest chłodzony powietrzem, a nie cieczą. Pozostałe dwa superkomputery Cyfronetu na liście Green500 również zajęły wysokie lokaty: Helios CPU znalazł się na miejscu 113, a Ares na miejscu 145.

Polskie superkomputery na listach TOP500 i Green500

Na liście TOP500 znalazło się 8 superkomputerów z Polski (w nawiasach teoretyczna moc obliczeniowa):

# 69 - Helios GPU (30,44 PFLOPS) - ACK Cyfronet AGH
# 94 - Proxima (23,32 PFLOPS) - PCSS IChB PAN
# 100 - Lem (20,37 PFLOPS) - WCSS PWr
# 186 - Kraken-Fregata (10,02 PFLOPS) - CI TASK PG
# 212 - Athena (7,71 PFLOPS) - ACK Cyfronet AGH
# 292 - Altair (5,88 PFLOPS) - PCSS IChB PAN
# 348 - Helios CPU (3,35 PFLOPS) - ACK Cyfronet AGH
# 490 - Ares (3,51 PFLOPS) - ACK Cyfronet AGH 

Aż połowę z nich stanowią maszyny działające w ACK Cyfronet AGH!

Superkomputery uwzględnione na liście TOP500 biorą też udział w rankingu Green500:

# 7 - Helios GPU - ACK Cyfronet AGH
# 53 - Athena - ACK Cyfronet AGH
# 113 - Helios CPU - ACK Cyfronet AGH
# 145 - Ares - ACK Cyfronet AGH
# 160 - Altair - PCSS IChB PAN
# 248 - Proxima - PCSS IChB PAN
# 251 - Lem - WCSS PWr
# 289 - Kraken-Fregata - CI TASK PG

Polska na tle Europy i świata

Najszybszym superkomputerem na świecie został ogłoszony El Capitan, zainstalowany w Lawrence Livermore National Laboratory Oak w USA. El Capitan został zbudowany w oparciu o platformę HPE Cray EX, podobnie jak polski Helios, przy czym obejmuje ponad 11 milionów rdzeni obliczeniowych, które zapewniły mu pozycję światowego lidera. W TOP10 listy znalazło się 5 maszyn z USA, 4 z Europy i 1 z Japonii.

Najszybszym superkomputerem europejskim został superkomputer HPC6 zainstalowany we Włoszech. Trzy lokaty niżej znalazł się superkomputer LUMI, do którego polscy naukowcy mogą uzyskać dostęp za pośrednictwem infrastruktury PLGrid. Działania w tym zakresie są koordynowane przez ACK Cyfronet AGH. Więcej informacji na ten temat na stronie: https://cyfronet.pl/lumi.

Wykorzystaj moc superkomputerów w badaniach naukowych

Superkomputery umożliwiają wykonanie w ciągu kilku godzin lub dni obliczeń, które przy użyciu pojedynczych komputerów zajęłyby wiele lat. Użytkownicy Cyfronetu korzystają z profesjonalnego wsparcia – od szkoleń aż po indywidualne konsultacje z ekspertami. Informacje dotyczące zasobów ACK Cyfronet AGH i podejmowanych działań są dostępne na stronie internetowej Centrum, natomiast opis usług w ramach infrastruktury PLGrid znajduje się na stronie PLGrid.

Superkomputer Helios

Superkomputer Athena

Superkomputer Ares

Centrum Danych Nawojki

Centrum Danych Podole