A kínai szuperszámítógép-fürtök egy ideje uralják a TOP500-as lista első helyeit: a leggyorsabb már négy negyedéve a TaihuLight, míg a második a Tianhe-2, ami 2015 novemberéig az első helyen is állt, méghozzá 2013 júniusa óta. Az amerikai szuperszámítógép-fürtök a TOP500.org legutóbbi összesítésében már nem csak a leggyorsabbnak járó címről maradtak le, de arányuk is csökkent a TOP500-as listán: Kína 202 szuperszámítógép-fürttel képviseltette magát, míg az USA csak 143-mal.

Az amerikaiak természetesen keményen dolgoztak azon, hogy visszavegyék a TOP500-as lista első helyét, amire most egy új szuperszámítógép-fürttel pályáznak. A Summit névre keresztelt újdonság az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium területén lépett működésbe, készítői szerint ez most a leggyorsabb HPC konfiguráció a világon. A rendszert az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium szakemberei az Nvidia és az IBM csapatával közösen építették, teljesítménye pedig egészen egyszerűen lenyűgöző lett. Az új szuperszámítógép-fürt dupla pontosságú elméleti maximális számítási teljesítménye 200 PetaFLOP/s, míg a vegyes számítási feladatok alkalmával 3 ExaFLOP/s-os számítási teljesítményre képes – utóbbi a mesterséges intelligenciára és mélytanulásra alapuló feladatok alkalmával jöhet jól.

A Summit összesen 4608 rekeszből áll, amelyekben egyenként két darab IBM Power9-es processzor, valamint hat darab Tesla V100-as gyorsítókártya foglal helyet. Az IBM Power System AC922 típusú node-ok 512 GB-nyi DDR4-es rendszermemóriát tartalmaznak, a Tesla V100-as gyorsítókártyák pedig egyenként 16 GB-nyi HBM2-es fedélzeti memóriát foghatnak munkára. Egy-egy processzorhoz összesen három GPU csatlakozik, méghozzá kétirányú NVLink kapcsolaton keresztül, ami irányonként 25 GB/s-os adatátviteli sávszélességet biztosít, de a grafikus processzorok között is ugyanilyen összeköttetések húzódnak. Az egyes node-ok mellé 1,6 TB-nyi nem-illékony memória is jár, amit bufferként használhat a rendszer – ezt SSD tömb biztosítja. A Summit teljes adattároló kapacitása 250 PetaByte, ami ráadásul óriási írási sebességre is képes, hiszen a maximális írási tempó a 250 GB/s-os értéket is eléri.

A Tesla V100-as gyorsítókártyák alapvető tulajdonságai már szinte közismertek, az IBM Power9-es processzorával kapcsolatban azonban nem mondható el ugyanez. Egy-egy ilyen Power9-es központi egység 22 processzormaggal rendelkezik, amelyekhez egyenként 4 hardveres szál tartozik, így összesen 176 processzorszállal dolgozhat egy-egy kétprocesszoros node. A magok 32 KB-nyi adat- és 32 KB-nyi utasítás-gyorsítótárat kaptak, az 512 KB-nyi másodszintű gyorsítótáron pedig két mag osztozik. A harmadszintű megosztott gyorsítótár mérete 10 MB.

Az egyes node-ok között kétsávos EDR InfibBand hálózat teremt kapcsolatot, ami 23 GB/s-os adatátviteli sávszélességgel dolgozik, topológia terén pedig az úgynevezett Fat Tree Topológiát alkalmazza. A hálózat háromszintű fa dizájn köré épül, minden egyes szekrényben van egy switch, ami a node-ok kommunikációját segíti, az egyes szekrényeket pedig director switchek kapcsolják össze egymással. A Summit Red Hat Enterprise Linux 7.4-es operációs rendszert használ.

A Tesla V100-as GPU-kat és a Power9-es processzorokat folyadékhűtő rendszer fedi, amely a szekrény hátulján kialakított hőcserélőnek továbbítja a termelődő hőt, így az ott távozni tud. A szett közepes hőmérsékletű folyadékot használ, ami az Oak Ridge szakemberei szerint költséghatékonyabb megoldás, mint a hagyományos hideg hűtőközeges rendszerek.

Hogy mire lehet használni ekkora erőforrást? Az IBM szerint új generációs anyagokkal kapcsolatos kutatásokra, a rák elleni harcra, valamint egyéb kórok működésének megértésére. Az adatkutatók gépi tanulásra támaszkodó algoritmusokat fejleszthetnek, hogy a kutatóorvosok képet kaphassanak a rákkal kapcsolatos társadalmi állapotokról, míg az anyagtudományokkal foglalkozó kutatók új akkumulátorok, építőanyagok és félvezetők kifejlesztésére használhatják a rendszert. A bioinformatikusok és a biológusok a protein-protein és a sejt-sejt közötti interakciókban rejlő minták felismerésével próbálják majd megérteni, az egyes kórok hogyan gyakorolnak hatást az ember egészségére.

A Summit mellett egy Sierra nevű szuperszámítógép-fürt is készül, amely ugyanúgy Power9-es processzorokra és Tesla V100-as gyorsítókra támaszkodik, mint a Summit, de már más célja lesz. A Sierra segítségével a nukleáris kutatók dolgoznak majd, akik a nukleáris fegyverek hatásait fogják modellezni az új szuperszámítógép-fürtön – próbarobbantások helyett. A TOP500.org legújabb összesítése hamarosan megjelenik, így rövidesen kiderül, hogy állnak az amerikaiak a friss rangsorban.