Summit, il nuovo supercomputer che spazza via la concorrenza

Gli Stati Uniti tornano sul tetto del mondo dei supercomputer. Il Dipartimento dell'Energia statunitense (DOE) ha annunciato che il supercomputer Summit, capace di sprigionare una potenza di picco di 200 petaflops, è finalmente operativo presso l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL). Oltre alla potenza senza precedenti, questo nuovo sistema è indicato come "la macchina più intelligente al mondo".

Summit offre una potenza otto volte superiore al predecessore Titan con un'efficienza energetica cinque volte maggiore. Per avere una prospettiva, Summit può risolvere in un'ora un problema che su un computer desktop richiederebbe 30 anni.

L'annuncio arriva a poche settimane di distanza dalla pubblicazione della nuova classifica TOP500, che mette in fila i supercomputer più potenti del mondo. Il DOE non ha ancora comunicato il risultato preciso ottenuto nel test Linpack, ma con una potenza di 200 petaflops siamo ben oltre i 93 petaflops dell'attuale leader, il cinese Sunway TaihuLight.

Il sistema è stato messo a punto da IBM (server IBM Power System AC922), ed è composto in questo modo: 4608 nodi, ciascuno con due CPU Power9 e sei GPU Nvidia Tesla V100 (architettura Volta). I nodi sono collegati tra loro mediante la rete Mellanox dual-rail EDR InfiniBand, in modo da offrire 200 Gbps verso ogni server.

Summit occupa le dimensioni di due campi da tennis e ogni ospita oltre 9216 CPU a 22 core e oltre 27.648 Nvidia Tesla. In totale il sistema ha più di 10 petabyte di memoria. Il raffreddamento del sistema richiede 4000 galloni d'acqua al minuto e usa energia a sufficienza per alimentare 8100 case. Per connettere il tutto sono necessari 185 miglia di cavi in fibra ottica.

Se si ipotizza che tutti i nodi siano completi dal punto di vista hardware, le sole GPU forniscono una potenza di picco di 215 petaflops in doppia precisione. Inoltre, dato che ogni V100 garantisce 125 teraflops con calcoli che riguardano il deep learning grazie alle unità Tensor Core, le prestazioni di picco in deep learning sono nell'ordine dei 3,3 exaflops.

Questi exaflops non sono solo teorici. Secondo il direttore dell'ORNL, Thomas Zacharia, i ricercatori sono riusciti a far girare codice genomico a 1,88 exaflops usando i Tensor Core all'interno delle GPU, e questo prima che il sistema fosse del tutto completo. Il compito dell'applicazione era rovistare tra il genoma in cerca di schemi indicativi di determinate condizioni. "Questa è la prima volta che qualcuno ha superato la barriera dell'exascale", ha dichiarato Zacharia.

Summit sarà usato dai ricercatori per svolgere diverse simulazioni nell'ambito della fusione, delle fonti di energia alternative, nella scienza dei materiali, sugli studi climatici, sulla chimica e molto altro. Poiché però si tratta di un sistema aperto, i ricercatori potranno usare il sistema anche per altri studi che non abbiano a che fare con l'energia, tanto che lo stesso Zacharia ha espresso il desiderio che l'Oak Ridge diventi "il CERN dell'analisi dei dati sanitari".

Le capacità di analisi ben si sposano con l'intelligenza artificiale e in particolare con la decisione di Nvidia di integrare unità specializzate (i Tensor Core) nella GPU V100. Summit di conseguenza è passato dall'essere un puro progetto HPC fino a diventare un potentissimo sistema di intelligenza artificiale.

Nel prossimo futuro Summit sarà aperto solo a progetti che dovranno superare un processo di selezione. L'anno prossimo il sistema sarà maggiormente a disposizione della comunità scientifica.

Da non dimenticare che il Dipartimento dell'Energia USA sta lavorando anche una versione "ridotta" di Summit chiamata Sierra. Questo supercomputer avrà "solo" quattro GPU V100 per nodo per una capacità di calcolo massima di circa 125 petaflops. Sierra dovrebbe entrare in funzione presso il Lawrence Livermore National Laboratory più avanti quest'anno.

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