IL PROGETTO

Primato mondiale per El Capitan: il supercomputer infrange la barriera exascale

In campo Hpe e Amd. Obiettivo: metterlo a disposizione del Dipartimento Usa dell’Energia nel 2023. La “creatura” è in grado di eseguire due exaflops, una potenza combinata superiore a quella delle 200 macchine attualmente più performanti

11 Mar 2020

Antonio Dini

Si chiamerà El Capitan e sarà il supercomputer più veloce del mondo, il primo ad essere capace di superare la barriera della exascale, cioè ad essere in grado di eseguire due exaflops, duemila miliardi di miliardi di operazioni matematiche in virgola mobile al secondo: cioè una potenza superiore a quella dei 200 supercomputer più veloci al mondo combinati insieme, oppure dieci volte più potente del computer attualmente più veloce al mondo.

Il computer verrà consegnato alla National Nuclear Security Administration (Nnsa) ente appartenente al Dipartimento statunitense dell’Energia (DoE) all’inizio del 2023 ed è realizzato da Hpe e da Amd. El Capitan verrà gestito e ospitato dal Lawrence Livermore National Laboratory (Llnl), che lo metterà a disposizione dei tre laboratori nazionali della Nnsa: Llnl, Sandia National Laboratories e Los Alamos National Laboratory. Il sistema sarà utilizzato per le attività di modellazione e simulazione avanzate, destinate a garantire l’affidabilità e la sicurezza dell’arsenale nucleare statunitense.

Hpe sta ottimizzando El Capitan per gestire le lunghe e complesse simulazioni 3D necessarie al lavoro di esplorazione della Nnsa che i supercomputer più moderni esistenti non possono svolgere con successo. El Capitan fornirà ai ricercatori l’opportunità di studiare nuove applicazioni che sfruttano nuovi workload a utilizzo intensivo di dati, quali modellazione, simulazione, analytics e AI, a supporto delle future missioni della Nnsa.

El Capitan sarà equipaggiato con le nuove generazioni dei processori Amd Epyc “Genoa” dotati di core “Zen 4” e delle Gpu Amd Radeon Instinct basate su una nuova architettura ottimizzata per il calcolo, e si avvarrà della terza generazione della Amd Infinity Architecture per garantire la connessione ad elevata ampiezza di banda e bassa latenza tra Cpu e Gpu.

Le tecnologie Cray Shasta di Hpe, pensate fin dall’inizio per supportare un set variegato di processori e acceleratori con cui raggiungere nuovi livelli di prestazioni e scalabilità, permetteranno a El Capitan di soddisfare i requisiti della Nnsa come quelli previsti dal Life Extension Program (Lep), una componente essenziale della gestione dell’arsenale nucleare statunitense che intende modernizzare armamenti ormai obsolescenti affinché rimangano sicuri ed efficaci.

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Il Llnl, che ha in carico la gestione del nuovo sistema per conto della Nnsa, ha sviluppato tecniche emergenti che consentono ai ricercatori di creare modelli più rapidi e precisi per le missioni primarie relative a modernizzazione delle riserve e fusione a confinamento inerziale (Icf), un aspetto critico nel mantenimento dell’arsenale nucleare.

I ricercatori del Llnl utilizzeranno il sistema per esplorare nuove applicazioni che integrano AI e machine learning all’interno di workload Hpc e stanno già applicando le soluzioni Hpe per AI e supercomputing allo scopo di compiere passi avanti nella ricerca medica e farmaceutica come l’accelerazione da sei anni a dodici mesi nella scoperta di farmaci antitumorali attraverso una partnership con la multinazionale del farmaco GlaxoSmithKline (GsK), il National Cancer Institute e altri laboratori nazionali del DoE riuniti nel consorzio Atom. E poi la comprensione delle dinamiche e delle mutazioni delle proteine RAS associate al 30% dei tumori umani grazie alla collaborazione con il National Cancer Institute e altre istituzioni partner.

Sistemi come El Capitan introducono una nuova classe di supercomputer di capacità exascale che sono mille volte più veloci rispetto alla precedente generazione di sistemi petascale introdotti a partire da 12 anni fa. Questo particolare risultato è stato reso possibile dalla partnership tra Hpe, Amd e il DoE per combinare il sistema Hpe Cray Shasta e la tecnologia di interconnessione Slingshot (una soluzione di rete specializzata per le applicazioni di iper-calcolo) con la nuova generazione dei processori di Amd Epyc e delle GPU sempre Amd Radeon Instinct. La decisione di optare per questa architettura è stata frutto dei requisiti strategici richiesti dalla Nnsa.

Oltre a El Capitan, Hpe consegnerà al Dipartimento dell’energia anche altri due sistemi exascale annunciati nel 2019, Aurora e Frontier. Nel tempo, Hpe integrerà le tecnologie exascale all’interno del proprio portafoglio prodotti Hpc per mettere a disposizione le tecnologie exascale a un segmento sempre più ampio di mercato.

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