Совместное предприятие EuroHPC недавно развернуло в финском городе Каяани первый в Европе сверхэкзафлопсный суперкомпьютер LUMI. Сборка, полностью состоящая из AMD, занимает 3-е место среди самых быстрых компьютеров в рейтинге Top500 благодаря производительности 550 петафлопс. Он также претендует на звание третьего самого экологичного суперкомпьютера в мире благодаря впечатляющей энергоэффективности процессоров Epyc и графических процессоров MI250X на базе CDNA. По данным LUMI, для достижения такой производительности с помощью самых быстрых в мире ноутбуков потребуется их штабель высотой 23 км — примерно в 28 раз выше самого высокого здания в мире — Дубайского Бурдж-Халифа.

LUMI был спроектирован так, чтобы получать 100% энергии из возобновляемых источников. Он может получать до 200 МВт энергии за счет гидроэлектростанций, в то время как отработанное тепло суперкомпьютера будет перенаправлено для отопления в Каяни, температура воздуха которого зимой может достигать -18 Cº. Это круговая топология энергопотребления, которая открывает двери для действительно экологически чистых суперкомпьютеров с отрицательным выбросом углерода.

LUMI, созданный консорциумом из 10 стран, стремится предоставить исследователям в Европе и во всем мире масштабируемую платформу, которая может ускорить расчеты, направленные на изменение климата, исследования в области медицины и искусственного интеллекта и даже моделирование квантовых вычислений. Базовое программное обеспечение основано на программном стеке ROCm от AMD, который отличается от CUDA у NVIDIA благодаря подходу с открытым исходным кодом. Он также имеет механизм перевода, который может адаптировать код на основе CUDA к стеку программного обеспечения AMD с минимальными усилиями по разработке программного обеспечения.

Архитектура LUMI представляет собой звездообразную топологию с восемью разделенными узлами, сходящимися через высокоскоростное соединение Cray Slingshot (200 Гбит/с). Один из них, LUMI-G, работает исключительно с ускорением на графическом процессоре: не менее 10 240 графических процессоров AMD Instinct MI250X распределены по 2560 узлам (каждый узел включает четыре графических процессора и один 64-ядерный процессор AMD Epyc 7763 «Trento») и четыре канала 200 Гбит/с между узлами GPU. Каждый процессор AMD Instinct MI250X оснащен 128 ГБ видеопамяти HBM3 (пропускная способность 3,2 ТБ/с) и имеет производительность 42,2 терафлоп/с в тестах HPL. В целом графические процессоры AMD обеспечивают производительность 432 128 терафлоп/с и более 1 ТБ адресуемой видеопамяти.

Раздел LUMI-C обеспечивает ускорение на основе ЦП, в нем развернуты 1536 двухпроцессорных 64-ядерных CPU AMD Trento (всего 196 608 ядер AMD Zen 3). В то же время другой раздел предназначен для внутрипроцессных рабочих нагрузок, предлагая в общей сложности 32 ТБ ОЗУ, которые могут вместить огромные наборы данных. Что касается хранения данных, LUMI приняла гибридную топологию: горячие данные хранятся во флеш-системе Lustre емкостью 8 ПБ (петабайт). Всего через Lustre проходит 80 ПБ классических хранилищ на основе жестких дисков. Узел с поддержкой облака отвечает за то, чтобы мощность LUMI была доступна любому исследователю в любой точке мира, имеющему подключение к Интернету.

Планы по расширению LUMI включают LUMI-Q, узел, полностью предназначенный для новых рубежей квантовых вычислений. LUMI видит будущее как квантово-классическое, опираясь на гибрид HPC (высокопроизводительные вычисления) + QC (квантовые вычисления) как место, где реальные приложения найдут свое квантовое преимущество. Хотя этот узел пока не установлен локально, LUMI до сих пор успешно связывался с двумя квантовыми компьютерами: шведским центром квантовых технологий Чалмерса/Валленберга QAL 900 и первым квантовым компьютером Финляндии Helmi, которым управляет VTT.

Однако на развертывание LUMI повлияла продолжающийся дефицит полупроводников, и в течение этого года система расширялась поэтапно. Пилотный запуск системы ожидается в августе 2022 года, а ее возможности станут общедоступными в сентябре этого года. Площадь суперкомпьютера составит почти 400 квадратных метров, что примерно равно площади двух теннисных кортов. Он также относится к тяжеловесной категории с вычислительной мощностью около 150 000 кг (150 метрических тонн).

LUMI является не только жемчужиной Европы в области суперкомпьютеров, но и символом все более актуальных решений AMD для высокопроизводительных вычислений и архитектур с учетом климата, а его дизайн является свидетельством совместной изобретательности человечества.