Spectra zdała najważniejszy test. Tak może wyglądać przyszłość superkomputerów
NextSilicon wraz z Sandia National Laboratories sprawdza, czy superkomputery da się projektować inaczej niż dziś. Po kilku miesiącach testów Sandia potwierdziła, że Spectra, czyli eksperymentalny system oparty na nowych akceleratorach Maverick-2, spełniła wszystkie wymagania programu Vanguard, który służy do oceny eksperymentalnych architektur dla zastosowań związanych z bezpieczeństwem narodowym. Program już wcześniej pomógł wypromować procesory ARM w środowisku HPC. Teraz amerykańskie laboratoria sprawdzają, czy podobny sukces może odnieść nowa generacja akceleratorów Maverick-2.
Maverick-2 nie działa jak klasyczne GPU
Największa różnica tkwi w samej architekturze. Tradycyjne procesory i układy graficzne wykonują zadania według sztywnego schematu. Maverick-2 ma działać bardziej elastycznie i dynamicznie dostosowywać sposób pracy do konkretnego obciążenia.
NextSilicon określa to jako Intelligent Compute Architecture. W praktyce chodzi o system, który analizuje kod podczas działania programu i reorganizuje zasoby obliczeniowe w czasie rzeczywistym. Dzięki temu akcelerator ma skupiać moc dokładnie tam, gdzie jest potrzebna, zamiast traktować wszystkie zadania identycznie.
Brzmi futurystycznie, ale Spectra przeszła już pierwsze poważne testy. System uruchamiał między innymi HPCG, LAMMPS i SPARTA, czyli narzędzia wykorzystywane do zaawansowanych symulacji naukowych. I właśnie przy takich zadaniach tradycyjne akceleratory często pokazują swoje ograniczenia.
Twórcy projektu przekonują również, że ich rozwiązanie ogranicza konieczność przepisywania kodu pod nową architekturę. Dla laboratoriów i centrów badawczych byłaby to ogromna oszczędność czasu. W świecie HPC dostosowanie oprogramowania do nowego sprzętu potrafi zajmować miesiące, a czasem nawet lata.
Mniejszy pobór energii może być ważniejszy niż sama wydajność
Koszty energii stają się dziś jednym z największych problemów branży HPC. W wielu przypadkach utrzymanie infrastruktury i chłodzenia zaczyna być równie ważne jak sama wydajność. Coraz więcej firm dochodzi do wniosku, że dokładanie kolejnych GPU nie rozwiąże wszystkich problemów.
Według danych NextSilicon Maverick-2 ma oferować nawet kilkukrotnie lepszą efektywność energetyczną niż tradycyjne procesory i zauważalnie wyższą wydajność na wat niż klasyczne akceleratory. Firma deklaruje też możliwość ograniczenia całkowitego kosztu utrzymania infrastruktury nawet o połowę. Tych liczb oczywiście nie należy jeszcze traktować jako ostatecznego przełomu, ale samo zaangażowanie Sandii pokazuje, że projekt nie jest traktowany wyłącznie jako eksperyment
Spectra wykorzystuje 64 węzły obliczeniowe i 128 akceleratorów Maverick-2. System chłodzony jest cieczą w układzie o ujemnym ciśnieniu, co ma poprawiać bezpieczeństwo i efektywność całej infrastruktury. Sama konstrukcja została przygotowana wspólnie z Penguin Solutions.
NVIDIA nadal dominuje, ale konkurencja zaczyna szukać nowych dróg
Rynek HPC od kilku lat jest mocno uzależniony od GPU, głównie rozwiązań NVIDIA. Problem polega jednak na tym, że układy projektowane z myślą o AI nie zawsze idealnie sprawdzają się w klasycznych obliczeniach naukowych. Coraz więcej firm próbuje więc znaleźć alternatywną drogę.
NextSilicon nie jest jedynym graczem eksperymentującym z nową architekturą, ale Spectra to jeden z pierwszych przypadków, gdy tak nietypowe rozwiązanie trafiło do realnego programu badawczego o znaczeniu państwowym. Nic dziwnego, że projekt wzbudza spore zainteresowanie w środowisku HPC.
Na razie trudno przewidzieć, czy Maverick-2 rzeczywiście stanie się konkurencją dla GPU w dużej skali. Podobne obietnice branża słyszała już wcześniej. Historia rynku HPC pokazuje jednak, że przełomy często zaczynają się od niewielkich projektów testowych. Kilka lat temu podobnie traktowano procesory ARM, które dziś coraz częściej trafiają do centrów danych i superkomputerów.
Spectra może więc okazać się czymś więcej niż ciekawostką technologiczną. Jeśli ten kierunek się sprawdzi, rynek superkomputerów może w najbliższych latach wyglądać zupełnie inaczej niż dziś.