Šta možemo naučiti iz energetske efikasnosti superkompjutera

Zbog događaja poput pandemije i naknadnog prelaska na tehnologije zasnovane na oblaku, kao što su veštačka inteligencija (AI) i mašinsko učenje (ML), računarstvo visokih performansi (HPC) koje koristi super počelo je da se probija u preduzeće.

Baš kao što je poslovno računarstvo u oblaku stvorilo nove načine za preduzeća da angažuju klijente i omoguće novi, fleksibilniji način rada, super-računarstvo otvara nove mogućnosti za inovacije tako što dramatično ubrzava tempo istraživanja i razvoja proizvoda.

Neke kompanije su i dalje skeptične prema HPC-u i mišljenja su da ove tehnologije neće postati relevantne za svakodnevno poslovanje u godinama koje dolaze. Međutim, slično kao hiper-konvergentna infrastruktura i infrastruktura virtuelnih desktopa (VDI), ova na izgled futuristička tehnologija već oblikuje budućnost preduzeća.

Konačno, HPC se može koristiti kao indikator tehnologija koje će se vremenom filtrirati u "civilni" prostor. Na primer, ako se određeni CPU i GPU sve više koriste u HPC prostoru, to je prilično dobar znak da će uskoro „procuriti" u preduzeća.

Obraćanje pažnje na ove tehnologije sada može pomoći vašoj organizaciji da ostane na čelu inovacija i ostane ispred konkurencije. Na kraju, korisnici u HPC-u spadaju u grupu korisnika koji traže najnovije i najbrže tehnologije prije nego što te tehnologije nabave opreznija poduzeća.

Energetska efikasnost

Možda mislite da su energetska efikasnost i super-računanje pojmovi koji ne idu zajedno. Mnoge od ovih mašina zahtijevaju više od megavata električne energije za rad, a godišnji troškovi električne energije lako mogu dostići milione dolara.

Ne samo da nova generacija superkompjutera pomaže organizacijama da budu ljubaznije prema planeti zbog činjenice da nude impresivne performanse po vatu, već se koriste za razvoj sledeće generacije proizvoda i rešenja koja smanjuju potrošnju goriva.

Uzmimo Frontier, superkompjuter koji pokreće optimizirani AMD EPYC ^TM CPU 3. generacije i AMD Instinct ^TMakceleratori za isporuku više od 1,5 exaflopsa vrhunske procesorske snage. Ne samo da zauzima prvo mesto u poslednjem delu liste Top500 , već je i na vrhu najnovije Green500 liste , koja meri energetsku efikasnost superkompjutera.

Dok je prethodna vrhunska Green500 mašina, MN-3 u Japanu, isporučila 39,38 gigaflopsa po vatu, Frontier (koji je napravio HPE za Oak Ridž Nacionalnu laboratoriju američkog Ministarstva energetike) postiže 62,68 gigaflopsa po vatu. To znači da AMD EPYC ^TM CPU 3 procesori i AMD Instinct ^TM akceleratori sada pokreću neke od najefikasnijih superračunara na svetu.

Lumi, pre-exascale superkompjuter, koji se nalazi u IT Centru za nauku (CSC) u Kajaani, u Finskoj, takođe se rangira kao jedan od energetski najefikasnijih superkompjutera na svetu sa odnosom gigaflops/vati od 51,6 .

Mašina koristi sličnu tehnologiju kao Frontier sa svojim optimizovanim AMD EPYC^TM CPU-om i četiri AMD Instinct MI250X akceleratora po procesoru. Trenutne performanse Lumia prema Top500 listi su 151 petaflops i ima teoretski maksimalni učinak od više od 550 petaflopsa u sekundi .

Međutim, ono što ove mašine čini posebno zanimljivim je memorijsko koherentna priroda optimizovanog EPYC procesora treće generacije i MI250X akceleratora.

Podržavajući koherentnu CPU-GPU memoriju, pri čemu jednu kopiju podataka obrađuju CPU i GPU, koristi se manje energije za čitanje/upisivanje podataka iz sistemske memorije, pomažući vrhunskim super-računarima da rade efikasnije.

Ovo je odličan primer inovativne tehnologije koja će se za samo nekoliko godina, verovatno, početi pojavljivati na tržištu servera. Ne samo da to znači da CPU i GPU-ovi neće morati da troše energiju radeći sa dva skupa podataka, već to takođe olakšava život programerima softvera koji će moći da pišu objedinjeni kod za CPU i GPU.

Lumi se takođe može pohvaliti inovativnom tehnologijom slobodnog hlađenja, koja omogućava da se otpadna toplota iskoristi u mreži daljinskog grejanja Kajaanija. Ova tehnologija će navodno smanjiti godišnji otisak ugljen-dioksida celog grada za 12.400 tona.

Hlađenje data centra može uzeti do 40% svoje ukupne potrošnje energije, ali korišćenjem prirodnog strujanja vazduha u hlađenju i izbegavanjem recirkulacije toplog vazduha, poput Lumija, operateri data centara mogu smanjiti potrošnju energije i pomoći u smanjenju povezanih emisija.

Šta možemo naučiti

Stvaranje održivijeg poslovanja postalo je ključni prioritet za organizacije i danas sve više kompanija postavlja ciljeve klimatske i/ili energetske efikasnosti. Za te organizacije, postoje lekcije koje treba naučiti iz inovativnih tehnologija koje koriste neki od najbržih svetskih superkompjutera, posebno oni koje je razvio AMD.

Na primer, AMD-ovo vlastito istraživanje je pokazalo da je za isporuku 1200 VMS-a potrebno deset AMD EPYC 7713 dual socket servera naspram 15 dual socket servera baziranih na Intel Xeon Platinum 8380, što znači smanjenu potrošnju energije od približno 32% i uštedu procenjenih 70 metričkih tona emisije gasova staklene bašte.

Sa više jezgara po podnožju i više jezgara po serveru, lakše je uklopiti više procesorske snage u tanki server sa dva ili jednim podnožjem, omogućavajući još više smanjenje broja servera i potrošnje.

Ne samo da je kompanija već na čelu HPC inovacija i energetske efikasnosti, već AMD ima još veće ambicije za budućnost, sa ciljem da poveća energetsku efikasnost za AMD procesore i Instinct GPU akceleratore za 30x od 2020. do 2025., što predstavlja 2,5x ubrzanje industrijskih trendova od 2015. do 2020. godine i smanjenje potrošnje energije za 97% u ovom periodu.

I poslovni i IT lideri mogu imati koristi od obraćanja pažnje na najnovije vesti u svetu superkompjutera.

Današnji superkompjuteri prevazilaze visoke performanse i obim, i utiru put za nove generacije računarskih metoda i radnih opterećenja poput AI, pokrećući visoku energetsku efikasnost kako bi pomogli održivosti životne sredine.

Iako super-računarstvo možda nije pojam na listi prioriteta neke organizacije, jasno je da HPC brzo postaje alat za moderna preduzeća koja žele da ostanu ispred na današnjem konkurentnom tržištu.

AMD procesori koji stoje iza ove tehnologije mogli bi oblikovati budućnost vaše IT infrastrukture.