Lenovo дава надстройка на суперкомпютър SuperMUC-NG

Lenovo се превърна в мощна компания в HPC и суперкомпютрите през 2014 г., когато купи подразделението за сървъри System x на IBM за 2,1 милиарда долара в сделка, която също така лицензира софтуер за съхранение и управление на системата от Big Blue. Придобиването превърна компанията в силно конкурентна сфера, която включва компании като Hewlett Packard Enterprise, Dell EMC, IBM (с нейните Power Systems), Fujitsu и Atos.

HPC пространството стана по-конкурентоспособно само през следващите години, като HPE засили възможностите си с придобиването първо на SGI две години по-късно за $275 милиона и след това на пионера на суперкомпютрите Cray за $1,3 милиарда през 2019 г. и китайски доставчици като Inspur и Sugon във възход.

Все пак Lenovo успя да надгради върху основата на сделката с IBM, за да развие своя HPC бизнес. През май компанията заяви, че по време на фискалното четвърто тримесечие нейната Data Center Group е отбелязала скок на приходите с 32% на годишна база до 1,6 милиарда долара, с рекордни приходи в редица области, включително HPC и изкуствен интелект. В допълнение, в последния списък Top500 на най-бързите суперкомпютри в света, публикуван през ноември 2020 г., 182 от тези системи са базирани на системи на Lenovo, което представлява 36,4 процента от суперкомпютрите в списъка. На второ място е Inspur с 66 системи.

Номер 15 в списъка е SuperMUC-NG, суперкомпютър с водно охлаждане, разположен в суперкомпютърния център Лайбниц (LRZ) (в изображението по-горе) към Баварската академия на науките и хуманитарните науки в Германия. Работата по системата започна през 2017 г. и беше завършена година по-късно, захранвана от 6500 ThinkSystem SD650 с два сокета „тънки възли“ и 305 856 ядра Intel 3,1 GHz Xeon Platinum 8174, като всички те осигуряват до почти 26,9 петафлопа производителност.

Работните натоварвания, изпълнявани на суперкомпютъра, варират от симулация и моделиране до по-нови задачи, изискващи изчисления и памет, вариращи от автоматизиране на разпознаването на изображения и модели при наблюдения на планети и обработка на климатични данни до изпълнение на медицински визуални и здравни досиета, както и демографски данни.

Сега SuperMUC-NG е на път да премине кръг от надстройки, за да даде възможност на суперкомпютъра да използва по-добре AI за изпълнение на усъвършенствани симулации, моделиране, машинно обучение и задачи за анализ на данни, които стават все по-често срещани и да го правят с по-голяма мощност ефикасен начин. Тази седмица Lenovo обяви пускането на фаза две на системата. Работата не само ще създаде по-мощна система за справяне с тези усъвършенствани работни натоварвания, но също така ще спомогне за ускоряване на натиска да направи AI по-достъпен за организации извън традиционната сфера на HPC, според Скот Тийз, вицепрезидент и генерален мениджър на HPC и AI в Lenovo.

„ИИ все повече се разглежда като инструмент в HPC работни натоварвания, големи и малки“, казва Тийз пред The ​​Next Platform. „Изследователите използват AI, за да направят по-задълбочен анализ на данните и да открият аномалии или вариации в тези мега-големи набори от данни. Това се отнася за широкомащабна изследователска работа в областта на биоинформатиката, климата или космоса, както и при CAE и CFD работни натоварвания, използвани в инженерството и производството по целия свят. Навлизаме в ера, в която самата изчислителна мощност може вече да не е водещият фактор за иновациите и научните изследвания. Иновациите, управлявани от екзамащаб, които виждаме, ще въведат ера, в която повече хора от всякога ще имат достъп до големи възможности за производителност на HPC, както на пета-, така и на ниво екзаскал.”

В същото време индустрията „навлиза в ера, в която прилагателни като „устойчив“, „зелен“ и „въглеродно неутрален“ се свързват с всичко. HPC не е по-различен. Докато има проблеми за решаване, които изискват изчислителна мощност, клиенти като LRZ ще придвижват иновациите заедно с енергийната ефективност и използването на ефективно течно охлаждане ще расте в търсенето“, казва той.

Фаза две ще разчита до голяма степен на най-новите технологии на Intel. Той ще включва 240 изчислителни възела, всеки от които ще съдържа два процесора Intel “Sapphire Rapids” Xeon Scalable (които трябва да излязат по-късно тази година) и четири от предстоящите “Ponte Vecchio” Xe-HPC GPU на Intel, предназначени за суперкомпютри, работещи в това, което Tease нарича ThinkSystem SD6450 “ мастни възли.” Системата ще осигури повече от 13 петафлопа производителност, казва той. Като цяло изчислителните възли във втората фаза ще осигурят четири пъти по-висока производителност на ват от тези във първа фаза.

Ключова характеристика на надстройката ще бъде системата за разпределено асинхронно съхранение на обекти (DAOS) на Lenovo, която работи на високопроизводителни твърдотелни технологии като SSD и NVMe, а не на въртящи се дискове. Това позволява на DAOS да заобиколи операционната система, за да управлява ултра ниска латентност, което е „решаващо за мега-големите набори от данни, използвани при моделиране и симулация на HPC работни натоварвания“, казва Тийз.

DAOS ще използва процесорите Xeon SP „Ice Lake“ на Intel, интегрирани в платформата ThinkSystem 1U SR630 V2 на Lenovo. Той ще осигури петабайт съхранение на данни и ще осигури бърза пропускателна способност за големи обеми данни.

За да стимулира енергийната ефективност, Lenovo също ще въведе своето решение за директно охлаждане с топла вода Neptune (по-долу), което ще бъде свързано към DAOS чрез високоскоростна мрежа. Течното охлаждане се използва ограничено в центровете за данни от години, но възходът на AI, разширяването на работните натоварвания на HPC в традиционните корпоративни ИТ среди и увеличената плътност в центровете за данни подновиха интереса към технологията.

Течното охлаждане е по-ефективно и по-евтино от въздушното охлаждане и системата Neptune може да отстрани около 90 процента от топлината от компютърна система, което намалява общата консумация на енергия и позволява на процесорите да работят с максимална производителност. Предимствата са особено валидни за топло охлаждане, казва Тийз.

„Охлаждането с топла вода по своята същност спестява енергия и разходи, тъй като не изисква чилъри за охлаждане на водата, преди да бъде изпомпана през системата“, казва той. „Водата може да се използва повторно за неща като отопление на сгради или да бъде изпратена до абсорбционен охладител, където съхранената енергия може да бъде рециклирана, за да се създаде студена вода за други цели. И в двата случая колкото по-топла е водата, толкова по-добре – повторното използване на този енергиен източник отнема това, което е било отпадъчен продукт (топлинна мощност), и го превръща в ценна стока. В допълнение към цената, [екологичните] и оперативните ползи от охлаждането с топла вода позволяват на нашите системи да поддържат CPU и GPU с по-висока мощност/производителност отвъд това, което позволява въздушното охлаждане.“

HPC организациите забелязват, когато сайт с висок профил като LRZ използва течно охлаждане за x86 сървъри, според Tease. Сега Lenovo има системи Neptune, работещи в Северна Америка, Европа, Азия и Австралия. Много от тях са в състояние да намалят броя на шкафовете, необходими за изпълнение на същите работни натоварвания. Сега един стелаж от системи SD650 на Lenovo с графични процесори може да осигури производителността на суперкомпютър, който ще се класира сред най-бързите 300 в списъка Top500, тенденция, която ще разшири достъпа за изследователи, нуждаещи се от такива суперкомпютърни възможности, казва той.

Препятствие пред течното охлаждане за корпоративните центрове за данни са разходите и трудността при инсталиране на необходимата водопроводна инсталация, но решения като ThinkSystem SR670 V2 на Lenovo използва технология за течно охлаждане, която се съдържа в самия сървър, елиминирайки необходимостта от водопроводна инсталация с такива конструкции показвайки на HPC и корпоративни организации, че течното охлаждане може да се използва в центрове за данни с въздушно охлаждане.

Системата DAOS за Фаза две ще бъде пусната през последното тримесечие на тази година, като изчислителната система ще бъде доставена през второто тримесечие на 2022 г.