Fugaku

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 16. listopadu 2021; kontroly vyžadují 8 úprav .
Fugaku
japonský 富岳

PRIMEHPC FX1000 ( HPC rack podobný uzlu Fugaku) ​​na konferenci Supercomputing 2019
Aktivita od roku 2020
sponzoři Fujitsu [1]
Operátoři RIKEN
Umístění RIKEN Computational Science Center , Kobe , ( Japonsko )
Architektura 158976 uzlů, Fujitsu A64FX 52jádrové CPU, Tofu Interconnect D
Napájení 29 899 MW
RAM HBM2 32 GiB/uzel
Výkon 442 010 petaflopů v provozu a 537 212 petaflopů ve špičce, vylepšeno nad 2,0 exaflops na jiném testu smíšené přesnosti
Pořadí 1 ( Top500 , listopad 2020)
Webová stránka postk-web.r-ccs.riken.jp
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Fugaku (富岳Fugaku , knižně „hora Fuji“; rozsvíceno „vrchol Fuji“)  je japonský superpočítač pojmenovaný podle alternativního názvu knihy Mount Fuji , instalovaný v Centru výpočetních věd Institutu pro fyzikální a chemický výzkum (RIKEN ) v Kobe , Japonsko . V červnu 2020 se stal nejrychlejším superpočítačem na světě v žebříčku Top500 . Poprvé v historii se umístil na prvním místě ve všech hlavních hodnoceních superpočítačů - Top500, LINPACK , HPCG , HPL-AI a Graph500 [2] . Začal se vyvíjet v roce 2014 jako nástupce K computer . Oficiálně uvedeno do provozu 9. března 2021, i když jednotlivé počítačové komponenty začaly pracovat v červnu 2020. [3] Je to první superpočítač založený na ARM , který dosáhl #1 v Top500 .

Po mírném upgradu, od listopadu 2020, Fugaku zvýšil svůj výkon v hodnocení superpočítačů HPC-AI a HPL-AI se smíšenou přesností až na 2,0 exaflops. [4] Fugaku dosáhl na první místo v žebříčku včetně LINPACK , Graph500 , HPL-AI a HPCG . Žádný z předchozích superpočítačů nikdy nevedl všechna čtyři hodnocení najednou. [5] Fugaku je první superpočítač, který dosáhl výkonu nad jeden exaflop jakékoli přesnosti na jakémkoli typu hardwaru, což prokazuje nárůst výkonu o 42 % [6] . Zajímavé je, že počet jader Arm A64FX se zvýšil pouze o 4,5 % na 7 630 848, ale naměřený výkon se v tomto žebříčku zvýšil mnohem více a mírně více v Top500, neboli 6,4 %, na 442 010 petaflopů, což je novinka. světový rekord [7 ] . V žebříčku High-Performance Conjugate Gradient (HPCG) se výkon zvýšil více než 5,4krát [8] .

Výkon Fugaku (442,01 petaflops) překonává kombinovaný výkon 4 následujících superpočítačů (399,7146 petaflops) nebo téměř 5 superpočítačů (461,1591 petaflops) ze seznamu Top500 a je o 45 % rychlejší než výkon všech ostatních superpočítačů z deseti nejlepších seznam hodnocení superpočítače HPCG [9] .

Hardware

Superpočítač využívá mikroprocesory Fujitsu A64FX založené na architektuře ARM verze 8.2A s využitím Scalable Vector Extensions [10 ] . Vývojáři Fugaku zamýšleli postavit počítač 100krát výkonnější než počítač K (tj. s výkonem 1 exaflops ) a s vysokou úrovní použitelnosti [11] [12] . Ve Fugaku je nainstalováno celkem 158 976 procesorů Fujitsu A64FX [ , které jsou připojeny pomocí proprietárního Tofu Interconnect [13] od společnosti Fujitsu .

Uváděný výkon superpočítače je 0,44 exaflops a špičkový výkon je 0,54 exaflops v FP64 používaném Top500 [6] .

Software

Fugaku používá „odlehčený vícejádrový operační systém“ IHK/McKernel. Zahrnuje jak linuxové jádro , tak i odlehčené jádro operačního systému McKernel běžící současně . Infrastruktura, která provozuje obě jádra, se nazývá Interface for Heterogeneous Kernels (IHK ). Vysoce výkonné simulace běží na McKernelu a Linux je dostupný pro všechny ostatní služby vyhovující standardu POSIX [14] [15] [16] [17] .

Historie

23. května 2019 RIKEN oznámil název superpočítače - Fugaku [18] . V srpnu 2019 bylo představeno logo počítače, které znázorňuje horu Fuji  – symbolizuje „vysoký výkon Fugaku“ a „široký okruh jeho uživatelů“ [19] [20] . V listopadu 2019 se prototyp Fugaku umístil na prvním místě v žebříčku Green500 [21] [22] . Zásilka stojanů na vybavení do RIKEN začala 2. prosince 2019 [23] a byla dokončena 13. května 2020 [24] . V červnu 2020 se Fugaku stal nejrychlejším superpočítačem na světě v žebříčku TOP500 a vytlačil předchozího lídra IBM Summit [13] na druhé místo .

V roce 2021 Fugaku přesně modeloval tepelnou konvekci a magnetické pole v nitru Slunce, které v důsledku reprodukovalo jeho diferenciální rotaci . Bylo dosaženo nebývalé simulace s vysokým rozlišením. Simulace používala 5,4 miliardy bodů a byla schopna reprodukovat diferenciální rotaci Slunce s rychlým rovníkem a pomalými póly. Na základě předchozích výpočtů se předpokládalo, že magnetická energie v konvekční zóně je menší než ta turbulentní a hraje sekundární roli. Nyní se však pohled do nitra Slunce změnil – model ukázal silná magnetická pole, jejichž energie je více než dvojnásobkem energie turbulence. Vědci navíc zjistili, že magnetické pole hraje důležitou roli při vytváření a udržování diferenciální rotace Slunce. [25] [26] [27]

Fugaku se používá pro výzkum související s pandemií COVID-19 [28] [29] , pro předpovídání a modelování tsunami a jejich následků [30] [31] a pro předpověď počasí ve Velkém Tokiu . [32]

Poznámky

  1. ↑ ポスト「京」の製造を開始 (japonsky)  ? . 富士通 (15. dubna 2019). Získáno 25. května 2019. Archivováno z originálu dne 28. září 2020.
  2. ↑ https://twitter.com/profmatsuoka/status/1275085055354974210 . Twitter . Získáno 26. června 2020. Archivováno z originálu dne 22. června 2020.
  3. ↑ Superpočítač Fugaku, pojmenovaný po Mt. Fuji, debutuje , The Asahi Shimbun  (16. června 2020). Archivováno z originálu 13. července 2020. Staženo 23. června 2020.
  4. ↑ Fugaku si zachovává titul nejrychlejšího superpočítače na světě . Získáno 29. června 2021. Archivováno z originálu dne 17. listopadu 2020.
  5. ↑ Byford, Sam Japonský superpočítač založený na ARM je nyní nejrychlejší na  světě . The Verge (23. června 2020). Získáno 23. června 2020. Archivováno z originálu dne 23. června 2020.
  6. ↑ 12. listopadu 2020 | TOP 500 . www.top500.org . Získáno 18. listopadu 2020. Archivováno z originálu dne 11. května 2021.
  7. ↑ Superpočítač Fugaku - Superpočítač Fugaku, A64FX 48C 2,2 GHz, Tofu interconnect D | TOP 500 . www.top500.org . Získáno 18. listopadu 2020. Archivováno z originálu dne 28. ledna 2022.
  8. ↑ HPCG – listopad 2020 | TOP 500 . www.top500.org . Získáno 18. listopadu 2020. Archivováno z originálu dne 6. května 2021.
  9. ↑ HPCG – listopad 2020 | TOP 500 . www.top500.org . Získáno 1. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 6. května 2021.
  10. ↑ ポスト「京」のCPUの仕様を公表 (japonsky)  ? . 富士通 (22. srpna 2018). Získáno 25. května 2019. Archivováno z originálu dne 22. září 2020.
  11. ↑ スパコン「京」後継機は「富岳」 計算性能100倍、21年稼働  ( japonsky) ,新日 新日 新日 Archivováno z originálu 3. září 2020. Staženo 30. května 2019.
  12. ↑ Fugaku předělá Exascale Computing ve svém vlastním obrazu  (9. prosince 2019). Archivováno z originálu 22. června 2020. Staženo 22. června 2020.
  13. ↑ 1 2 Nový superpočítač č. 1: Fugaku a A64FX od Fujitsu zvedají ruku na vrchol s 415 PetaFLOPs , www.anandtech.com  (22. června 2020). Archivováno z originálu 2. prosince 2020. Staženo 22. června 2020.
  14. ↑ Nástin vývoje superpočítače Fugaku (odkaz není k dispozici) . Centrum výpočetní techniky RIKEN. Získáno 23. června 2020. Archivováno z originálu dne 23. ledna 2021. 
  15. ↑ McKernel (sestupný odkaz) . RIKEN. Získáno 23. června 2020. Archivováno z originálu dne 23. června 2020. 
  16. ↑ McKernel (sestupný odkaz) . RIKEN. Získáno 23. června 2020. Archivováno z originálu dne 23. června 2020. 
  17. ↑ Projekt Fugaku na GitHubu
  18. ↑ ポスト「京」の名称 「富岳（ふがく）」に決定 (japonsky)  ? . 理化学研究所 (23. května 2019). Staženo 25. 5. 2019. Archivováno z originálu 21. 9. 2019.
  19. ↑ R-CCS oznámilo logo Fugaku | Centrum výpočetní techniky RIKEN Webové stránky RIKEN . www.r-ccs.riken.jp _ Centrum výpočetní techniky RIKEN. Získáno 23. června 2020. Archivováno z originálu dne 25. června 2020.
  20. ↑ スーパーコンピュータ「富岳」プロジェクト (japonsky)  ? . 理化学研究所. Staženo 25. 5. 2019. Archivováno z originálu 10. 4. 2018.
  21. ↑ Listopad 2019 . TOP500.org. Získáno 20. listopadu 2019. Archivováno z originálu 18. listopadu 2019.
  22. ↑ Prototyp Fugaku pojmenovaný nejzelenější superpočítač . RIKEN (18. listopadu 2019). Získáno 20. listopadu 2019. Archivováno z originálu dne 27. června 2020.
  23. ↑ Fujitsu začíná expedovat superpočítač Fugaku . Fujitsu (2. prosince 2019). Získáno 23. června 2020. Archivováno z originálu dne 19. června 2020.
  24. ↑ Dodávka superpočítače Fugaku byla dokončena . Centrum výpočetní techniky RIKEN (13. května 2020). Získáno 23. června 2020. Archivováno z originálu dne 21. června 2020.
  25. ↑ Tajemství diferenciální rotace Slunce je odhaleno - In-Space . Získáno 24. února 2022. Archivováno z originálu dne 24. února 2022.
  26. ↑ Japonský superpočítač vyřešil záhadu rotace Slunce - World Today News . Získáno 24. února 2022. Archivováno z originálu dne 24. února 2022.
  27. ↑ Tajemství diferenciální rotace Slunce je odhaleno . Získáno 24. února 2022. Archivováno z originálu dne 24. února 2022.
  28. ↑ Netkané masky lépe zastaví Covid-19, říká japonský superpočítač  The Guardian (  26. srpna 2020). Archivováno z originálu 22. září 2020. Staženo 12. března 2021.
  29. ↑ Obličejové štíty jsou při zachycování aerosolů neúčinné , říká japonský superpočítač The Guardian  (22. září 2020). Archivováno z originálu 22. září 2020. Staženo 12. března 2021.
  30. ↑ Model umělé inteligence vycvičený ve Fugaku pro sledování tsunami . Získáno 12. března 2021. Archivováno z originálu dne 27. února 2021.
  31. ↑ Fujitsu využívá nejrychlejší superpočítač na světě 'Fugaku' a AI . Získáno 12. března 2021. Archivováno z originálu dne 16. února 2021.
  32. ↑ Předvídání přívalového deště se superpočítačem Fugaku . Získáno 25. července 2021. Archivováno z originálu dne 25. července 2021.

Odkazy