Scritto: Lunedì, 22 Giugno 2020 17:43 Ultima modifica: Domenica, 05 Luglio 2020 15:13

Giappone in fuga con FUGAKU, ma anche l'Italia si difende!


La nuova lista TOP500, appena pubblicata, conferisce lo scettro di potenza al nuovo supercomputer nipponico, dopo quasi due anni di stasi. Emerge anche l'Italia, che si piazza ottimamente al sesto e al nono posto con i due supercomputer più potenti d'Europa!

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Il supercomputer FUGAKU, somiglia ad un enorme labirinto computazionale Il supercomputer FUGAKU, somiglia ad un enorme labirinto computazionale Credits: RIKEN center

 Il nuovo "mostro", basato su processori Fujitsu A64FX SoC di tipo ARM con 48 core, ha totalizzato un punteggio "High Performance Linpack" (HPL) di ben 415.5 petaflops, quasi il triplo rispetto al leader precedente, l'americano Summit. Se utilizzato in modalità a singola precisione (32 bit) la potenza di picco infrange già l'Exaflop (1018 operazioni al secondo), un risultato per la verità già ottenuto anche da Summit ma in quel caso con precisione ancora minore (16 bit, generalmente impiegata nelle attività di Intelligenza Artificiale come il "machine learning").

 Fugaku (che significa Monte Fuji) è installato presso il RIKEN Center for Computational Science di Kobe, in Giappone. Il progetto, partito nel 2014 per ristabilire la supremazia del predecessore computer K (un supercomputer da 10 Petaflop, operativo dal 2012 al 2019), ha visto l'installazione dei primi "rack" (armadi) a Dicembre ed ha preso a funzionare poche settimane fa; attualmente conta 152000 processori (7,3 milioni di cores) e dovrebbe raggiungere il suo pieno sviluppo, con quasi 159000 processori, nel 2021, superando il mezzo Exaflop di potenza di calcolo in doppia precisione. Si tratta anche del supercomputer più assetato di energia, con un consumo di oltre 28 MW, ma la sua efficienza energetica è comunque tra le migliori, considerato l'enorme output di calcoli. 

fujitsu arm a64fx processor

Il processore A64FX - Credits: Fujitsu

 Il cuore di Fugaku è l'A64FX, un chip basato su CPU Arm v8-A ottimizzato per il calcolo. La velocità di picco di 2,2 GHz, con 48 core per il calcolo e 4 per l'assistenza. Il raffreddamento avviene ad acqua e l'intero sistema è alloggiato in quasi 400 racks (armadi), La memoria totale è di 4,85 PB e il "traffico" totale di informazioni al suo interno raggiunge i 163 PB/s.

 Nelle quattro posizioni successive ci sono delle vecchie conoscenze (il suddetto "Summit", seguito da "Sierra" anch'esso americano e dai due cinesi "Sunway" e "Tianhe-2A") mentre l'altra importante novità che ci riempie di orgoglio è che gli unici due supercomputer europei tra i primi 10 sono entrambi installati in Italia! Al sesto posto, infatti, con 35.5 petaflops, c'è HPC5, realizzato da Dell per la Eni; di fatto, il più potente computer al mondo destato da una industria privata. E' costituito da 1820 nodi Dell EMC PowerEdge C4140, ognuno dotato di 2 processori Intel Gold 6252 a 24 core e 4 acceleratori NVIDIA V100 GPU (un autentico mostro, con migliaia di cores, capace di calcolo tensoriale e prestazioni AI avanzate, di cui abbiamo già parlato). I nodi sono connessi tra di loro attraverso una rete ad altissime prestazioni, la InfiniBand Mellanox HDR da 200 Gbit/s. HPC5 è affiancato da un sistema di storage di 15 PetaBytes ad alte prestazioni (200 GByte/s di banda aggregata in lettura/scrittura).

HPC5

A sinistra, il "Green Data Center" di Ferrera Erbognone (PV), che ospita anche il supercomputer HPC5 (a destra). - Credits: ENI - Processing: Marco Di Lorenzo

 Se andiamo a consultare la classifica HPCG, che valuta la potenza di calcolo secondo criteri più generali e realistici, HPC5 scavalca addirittura i due concorrenti cinesi e si piazza al quarto posto nella classifica mondiale! Inoltre, contrariamente ai suoi colleghi "orientali", è decisamente più efficiente perché richiede una potenza media di "soli" 2,25 MW, peraltro fornita da fonti rinnovabili (v. figura in alto a sinistra). 

 Al nono posto della Top500, invece, c'è il Marconi-100, installato presso il centro di calcolo e ricerca del CINECA, vicino Bologna; anche questa è una macchia ibrida, con la stessa architettura usata nei due supercomputer americani più potenti (IBM Power System AC922 e POWER9 16C a 3GHz, Nvidia Volta V100, connessione Dual-rail Mellanox EDR Infiniband). Conta quasi 348000 cores e raggiunge i 21,6 Pflops, assorbendo poco meno di 1,5 MW.

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D.Vannozzi, direttore del CINECA, accanto al supercomputer Marconi. - Credits: Smartopit.it/CINECA

  Marconi-100 è costituito da 980 nodi, ciascuno formato da due IBM POWER9 AC922 con 16 cores a 3,1 GHz, affiancati da quattro GPU Volta V100 GPUs e 16GB; la RAM totale è circa 250 TB e la potenza di calcolo teorica è 32 Pflops. E' entrato in funzione lo scorso aprile e farà da battistrada al primo exa-scale computer italiano, Leonardo, che vedrà la luce sempre al CINECA l'anno prossimo.

 Questa macchina è stata peraltro già utilizzata per le ricerche sul possibile vaccino al Coronavirus, utilizzando un database di 500 miliardi di molecole. La stessa cosa è successa anche con l'altro supercomputer, HPC5 di Eni, che è stato impiegato in collaborazione con una casa farmaceutica nell'ambito del progetto "EXSCALATE4CoV".

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Suddivisone della potenza di calcolo per nazione. - Credits: TOP500.org

 Da segnalare, al settimo posto della classifica, il nuovo supercomputer americano Selene che, grazie all'utilizzo degl ultimi processori grafici di NVIDIA Ampere (DGX A100 SuperPOD), è uno dei più efficienti in termini di potenza di calcolo divisa per il consumo (circa 20 Gflops/Watt); infatti occupa il secondo posto nella classifica dedicata a questo aspetto, la Green500. Al decimo posto, c'è un altro supercomputer europeo, lo svizzero Piz-Daint, precedentemente piazzato al sesto posto.

 La potenza aggregata di tutti i 500 supercomputer nella lista raggiunge 2,23 Exaflops, il 35% in più rispetto a Novembre. Dal grafico sottostante, si vede come questa cifra (ultimo pallino verde a destra) ora è particolarmente vicina alla quota raggiunta dal primo classificato (triangolo color oro); questo significa che Fugaku, come suggerisce il nome, costituisce una fuga ovvero un radicale balzo in avanti rispetto al ritmo di crescita precedente, che aveva segnato un netto rallentamento a partire dal 2013. Di fatto, la potenza di calcolo di questa macchina da sola contribuisce al 18,5% del totale e addirittura al 44% della lista "Top-10". Evidentemente, l'essere così vicini al tanto ambito Exaflop sta facendo accelerare la corsa ed è probabile che, nel corso del 2021, vedremo uno o più esemplari raggiungere questo traguardo. Nel frattempo, appuntamento alla prossima lista Top500 di Novembre!

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Trend estrapolato della potenza di calcolo del primo, l'ultimo e la somma di tutti i supercomputer nella lista - Credits: TOP500.org - Processing: Marco Di Lorenzo

 

Riferimenti
https://www.top500.org/news/japan-captures-top500-crown-arm-powered-supercomputer/
https://www.fujitsu.com/global/Images/supercomputer-fugaku.pdf
https://www.eni.com/it-IT/attivita/green-data-center-hpc5.html
http://www.hpc.cineca.it/hardware/marconi100
https://smartopic.it/tecnologia/coronavirus-vannozzi-cineca-nuovo-supercomputer-marconi-100-accelera-ricerca-vaccino/

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Read 252 times Ultima modifica Domenica, 05 Luglio 2020 15:13
Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58 | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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