Fugaku (Supercomputer) - Fugaku (supercomputer)
 Supercomputer Fugaku
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| Aktiv | Ab 2021 |
|---|---|
| Sponsoren | MEXT |
| Betreiber | RIKEN |
| Standort | RIKEN Center for Computational Science (R-CCS) |
| Die Architektur | |
| Betriebssystem | Benutzerdefinierter Linux- basierter Kernel |
| Speicher | HBM2 32 GiB/Knoten |
| Lagerung | |
| Geschwindigkeit | 442 P FLOPS (pro TOP500 Rmax), nach dem Upgrade; höhere 2.0 E FLOPS bei einem anderen Mixed-Precision-Benchmark |
| Kosten | 1 Milliarde US-Dollar (Gesamtkosten des Programms) |
| Rangfolge | TOP500 : 1. Juni 2020 |
| Webseite | www |
| Quellen | Fugaku-Systemkonfiguration |
Fugaku ( japanisch :富岳) – benannt nach einem alternativen Namen für Mount Fuji – ist ein behaupteter Exascale- Supercomputer (wenn auch nur im Petascale für Mainstream-Benchmark), am RIKEN Center for Computational Science in Kobe , Japan . Er begann 2014 als Nachfolger des K-Computers mit der Entwicklung und soll 2021 offiziell in Betrieb gehen. Fugaku debütierte im Jahr 2020 und wurde der schnellste Supercomputer der Welt in der TOP500- Liste vom Juni 2020 sowie der erster ARM-Architektur- basierter Computer, der dies erreicht. Im Juni 2020 erreichte er 1,42 exaFLOPS (fp16 mit fp64-Präzision) im HPL-AI-Benchmark und war damit der erste Supercomputer, der 1 exaFLOPS erreichte. Fugaku ist ab April 2021 der schnellste Supercomputer der Welt.
Hardware
Der Supercomputer ist mit dem Fujitsu A64FX- Mikroprozessor ausgestattet. Diese CPU basiert auf der Prozessorarchitektur der ARM- Version 8.2A und verwendet die Scalable Vector Extensions für Supercomputer. Fugaku sollte etwa 100-mal leistungsfähiger sein als der K-Computer (dh ein Leistungsziel von 1 exaFLOPS ).
In der Erstkonfiguration (Juni 2020) von Fugaku wurden 158.976 A64FX-CPUs verwendet, die über Fujitsus proprietäre Torus-Fusion- Verbindung zusammengefügt wurden. Ein Upgrade im November 2020 erhöhte die Anzahl der Prozessoren.
Software
Fugaku wird ein "leichtes Multi-Kernel-Betriebssystem" namens IHK/McKernel verwenden . Das Betriebssystem verwendet sowohl Linux als auch den leichten McKernel- Kernel, die gleichzeitig und nebeneinander arbeiten. Die Infrastruktur, auf der beide Kernel laufen, wird als Schnittstelle für heterogene Kernel (IHK) bezeichnet. Die Hochleistungssimulationen werden auf McKernel ausgeführt, wobei Linux für alle anderen POSIX- kompatiblen Dienste verfügbar ist.
Neben der Systemsoftware hat der Supercomputer viele Arten von Anwendungen ausgeführt, darunter mehrere Benchmarks. Fugaku führt den Mainstream- HPL- Benchmark aus, der von TOP500 verwendet wird , und ist im Peta- und fast auf halbem Weg zum Exa-Skala. Darüber hinaus hat Fugaku bei mindestens drei weiteren Benchmarks Weltrekorde aufgestellt, darunter HPL-AI ; bei 2,0 Exaflops hat das System den Exascale-Schwellenwert für den Benchmark überschritten. Eine Beschreibung dieser Benchmark lautet wie folgt:
- Die Lösermethode der Wahl ist eine Kombination aus LU-Faktorisierung und anschließender iterativer Verfeinerung, um die Lösung wieder auf 64-Bit-Genauigkeit zu bringen. Die Innovation von HPL-AI besteht darin, dass während des gesamten Lösungsprozesses keine 64-Bit-Berechnung erforderlich ist und stattdessen eine niedrige Genauigkeit (wahrscheinlich 16-Bit) für LU und eine ausgeklügelte Iteration zur Wiederherstellung der bei der Faktorisierung verlorenen Genauigkeit gewählt werden.
Leistung
Die gemeldete Anfangsleistung von Fugaku war ein Rmax von 416 PetaFLOPS im FP64 Hochleistungs-LINPACK-Benchmark, der vom TOP500 verwendet wird . Nach dem Upgrade der Prozessoranzahl im November 2020 stieg die Leistung von Fugaku auf einen Rmax von 442 PetaFLOPS.
Fugaku erreichte auch Spitzenplätze in anderen Rankings, die Computer mit unterschiedlichen Workloads testen, darunter Graph500 , HPL-AI und HPCG . Kein Supercomputer hat jemals alle vier Rankings gleichzeitig angeführt.
Nach einem Hardware-Upgrade steigerte Fugaku ab November 2020 seine Leistung auf dem neuen HPC-AI- Benchmark mit gemischter Präzision auf 2,0 Exaflops und übertraf damit die vor sechs Monaten aufgezeichnete Marke von 1,4 Exaflops. Dies sind die ersten Benchmark-Messungen über einem Exaflop für jede Präzision auf jeder Art von Hardware." (ein Anstieg um 42%) Interessanterweise wurde die Kernzahl des Arm A64FX nur um 4,5% auf 7.630.848 erhöht, aber die gemessene Leistung stieg bei diesem Benchmark viel stärker (und das System verwendet keine anderen Rechenfunktionen wie GPUs ). und ein wenig mehr auf TOP500 oder um 6,4% auf 442 Petaflops, ein neuer Weltrekord und der Abstand zum nächsten Computer um so viel größer . Beim High-Performance Conjugate Gradient (HPCG)-Benchmark ist es mit 16,0 HPCG-Petaflops über 5,4x so schnell wie das zweite System Summit , das zufällig auch auf TOP500 an zweiter Stelle steht.
Die Leistung von Fugaku übertrifft die kombinierte Leistung der nächsten 4 Supercomputer auf der Top500-Liste (fast die nächsten 5) und übertrifft alle anderen Top-10-Computer im HPCG-Benchmark um 45% .
Geschichte
Am 23. Mai 2019 gab RIKEN bekannt, dass der Supercomputer Fugaku heißen soll. Im August 2019 wurde das Logo für Fugaku enthüllt; es zeigt den Berg Fuji , der "Fugakus hohe Leistung" und "die breite Palette seiner Benutzer" symbolisiert. Im November 2019 gewann der Prototyp von Fugaku den ersten Platz in der Green500- Liste. Die Auslieferung der Geräteracks an das RIKEN-Werk begann am 2. Dezember 2019 und wurde am 13. Mai 2020 abgeschlossen. Im Juni 2020 wurde Fugaku zum schnellsten Supercomputer der Welt in der TOP500- Liste und verdrängte damit den IBM Summit .
Fugaku wurde für die Erforschung von Masken im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie verwendet .
Kosten
Im Jahr 2018 berichtete Nikkei, dass das Programm 130 Milliarden Yen (ca. 1 Milliarde US-Dollar) kosten würde.
Vergleich
| Name | Startjahr | Ende Jahr | Leistung ( PFLOPS ) |
Kosten (Millionen USD) (nicht inflationsbereinigt) |
TOP500-Ranking | CPU/GPU-Anbieter | Zentralprozessor | Betriebssystem |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fugaku | 2020 | - | 442 | 1213 | Juni 2020 bis Juni 2021 1. | Fujitsu | A64FX | Benutzerdefinierter Linux- basierter Kernel |
| Gipfel | 2018 | - | 148 | 300 | Juni 2018 bis November 2019 1. | IBM , Nvidia | POWER9 , Tesla | Linux (RedHat) |
| Sierra | 2018 | - | 94 | November 2018 bis November 2019 2. | ||||
| Sunway TaihuLight | 2016 | - | 93 | 280 | Juni 2016 bis November 2017 1. | NRCPC | Sunway SW26010 | Linux (Erhöhen) |
| K | 2011 | 2019 | 10 | 1045 | Juni 2011 – November 2011 1. | Fujitsu | SPARC64 VIIIfx | Linux |
Siehe auch
Verweise
Externe Links
-
Offizielle Website (auf Englisch)
- Offizielle Website (auf Japanisch)