Il supercomputer Jülich JUWELS avrà un fratello maggiore, un cosiddetto modulo booster, come Forschungszentrum Jülich, Atos, e ParTec hanno concordato. Il modulo, dotato di diverse migliaia di processori grafici, è progettato per compiti di estrema potenza di calcolo e intelligenza artificiale. È concepito come un progetto franco-tedesco insieme a NVIDIA e Mellanox utilizzando il processo di co-design. Con il lancio del booster nel 2020, la potenza di calcolo di JUWELS sarà aumentata dagli attuali 12 a oltre 70 petaflop. Ciò equivale a 70 trilioni di operazioni di calcolo al secondo o alla potenza di oltre 300, 000 PC moderni:attualmente nessun computer in Europa calcola più velocemente.

Il "Jülich Wizard for European Leadership Science, " JUWELS in breve, segue il nuovo principio dell'architettura di supercalcolo modulare sviluppata a Jülich. Ciò consente diversi moduli, che si adattano alle diverse esigenze, essere riuniti utilizzando un software di sistema uniforme e interconnessi per formare un unico, supercomputer ultra flessibile.

Il primo modulo, il cosiddetto modulo cluster, colpisce per la sua versatilità e facilità d'uso. È entrato in funzione nel 2018 ed è stato progettato fin dall'inizio per l'espansione con moduli aggiuntivi. Di gran lunga il più grande di questi moduli è il prossimo modulo booster dotato di processori grafici, che può essere utilizzato per elaborare grandi quantità di dati e parti di programma particolarmente complesse in parallelo con la massima efficienza, ad esempio per simulazioni su larga scala o apprendimento automatico.

Quando è stato installato il primo modulo di JUWELS, non tutti i componenti necessari per costruire il booster erano disponibili sul mercato. Ora tutte le parti necessarie per un modulo di calcolo ad alte prestazioni ben bilanciato sono disponibili per consentire la realizzazione di questa nuova estensione.

Nuovo concetto di supercomputer di Jülich

"L'architettura modulare del supercalcolo consente di integrare le migliori tecnologie disponibili in modo flessibile e senza compromessi, " spiega il prof. Thomas Lippert, Direttore del Jülich Supercomputing Center (JSC). "La modularità è la nostra risposta ai requisiti sempre più complessi ed eterogenei che i codici applicativi impongono ai supercomputer. Ci consente di realizzare esascala in modo conveniente e renderà anche possibile integrare tecnologie future esotiche come i computer quantistici".

La costruzione di un computer exascale viene perseguita in tutto il mondo come il prossimo grande passo nel campo dell'High Performance Computing (HPC). Con un trilione (10^18) di operazioni di calcolo al secondo, un computer del genere è almeno un ordine di grandezza più potente dei supercomputer più veloci di oggi.

L'idea del supercalcolo modulare è stata concepita da Lippert e messa in pratica sotto la direzione della dott.ssa Estela Suarez, JSC, insieme a ParTec nei progetti di ricerca finanziati dall'UE DEEP e DEEP-ER con l'aiuto di molti partner europei della ricerca e dell'industria. "Il booster JUWELS è rivoluzionario per lo sviluppo di un sistema europeo exascale, perché consente di giocare il ruolo di primo piano dell'Europa nel campo dell'architettura di sistema, "dice Bernhard Frohwitter, CEO di ParTec.

Partner hardware dall'Europa, Israele e USA

Il booster JUWELS si basa sulla serie di supercomputer BullSequana XH2000 di Atos. "Dotata dei nostri ultimi blade accelerati più potenti, la piattaforma BullSequana fornisce a Jülich l'infrastruttura di elaborazione più efficace mentre avanziamo verso l'exascale. Supporta inoltre l'impegno di Jülich per lo sviluppo sostenibile con la nostra soluzione brevettata ad acqua calda per il raffreddamento a liquido diretto, " disse Agnès Boudot, Vicepresidente anziano, Responsabile HPC e Quantum presso Atos.

Una caratteristica unica del sistema modulare JUWELS è che è ugualmente adatto per le attività più impegnative nel campo delle simulazioni e dell'apprendimento automatico, cioè intelligenza artificiale, e può facilmente combinare entrambe le aree. "JSC utilizza le nostre GPU di nuova generazione per data center nel modulo booster di JUWELS per soddisfare questi requisiti con la massima efficienza energetica, " ha detto Marc Hamilton, vicepresidente, Soluzioni Architettura e Ingegneria, NVIDIA.

Le prestazioni di rete estremamente elevate richieste per il computer modulare provengono da Mellanox. "La nostra tecnologia InfiniBand HDR da 200 Gb/s offre un throughput di dati leader a livello mondiale e una latenza estremamente bassa, fornendo le prestazioni di rete che corrispondono alla potenza di elaborazione dei nodi di elaborazione di JUWELS Booster. Inoltre, le capacità flessibili di routing e controllo adattivo consentono a JUWELS di operare come un supercomputer modulare unificato, " ha detto Gilad Shainer, Vicepresidente senior per il marketing presso Mellanox Technologies.