Titans superdator träffar 20 petaflops av processorkraft

Den amerikanska avdelningen för energi Oak Ridge National Laboratory på måndagen fullföljde utplaceringen av en 20-petaflop-superdator som heter Titan, som laboratoriehopp kommer att ge USA en kant över Kina och Japan i tävlingen för att bygga världens snabbaste datorer.

Superdatorn, som används på ORNL-anläggningar i Tennessee, kan bearbeta 20.000 biljoner beräkningar per sekund. Superdatorn är mer än tio gånger snabbare än sin föregångare kallad Jaguar, som användes 2009 och blev betraktad som världens snabbaste superdator i juni 2010 tills den avbröts några månader senare av en kinesisk superdator som heter Tianhe-1A på National Supercomputer Center i Tianjin.

Sequoia supercomputer

Titans utplacering kommer bara några veckor före utgåvan av Top500, som listar de 500 snabbaste superdatorerna i världen. Den snabbaste superdatorn i Top500-listan som släpptes i juni i år var Sequoia, ett IBM BlueGene / Q-system som utplacerades av US DOE vid Lawrence Livermore National Laboratory i Livermore, Kalifornien.

Global konkurrens

"Den amerikanska konkurrenskraften är mycket viktigt från ett globalt säkerhets- och nationellt säkerhetsperspektiv ", säger Jeffrey Nichols, associerad laboratoriedirektör för datavetenskap och databehandling vid ORNL, i en intervju. "Det är absolut viktigt att vi är konkurrenskraftiga på det här högteknologiska området, så de vetenskapslösningar vi löser är konkurrenskraftiga och sätter oss i framkant av var vi måste lösa dessa problem."

Länder som Japan och Kina skaler snabbt sina datorkapaciteter med superdatorer i de fem bästa, sade Nichols. Men USA gör effektivare användning av tillgänglig datorkraft för att lösa några av de bästa vetenskapsproblemen i landet, säger Nichols.

"Om du tittar på Oak Ridge och vad vi tar med på bordet är det att vi har applikationsutvecklare som kan använda dessa maskiner i stor skala. Kina kan inte. De har en ekonomisk utvecklingsmodell som säger att vi lägger den här hårdvaran på golvet och människor kan komma in och betala för att använda maskinen för att göra sin vetenskapliga forskning, säger Nichols.

ORNL välkomnar förslag från forskare och 40 projekt väljs varje år för att använda datorutrustning i laboratoriet. Förslagen väljs ut av meriter av vetenskapliga experter, men också genom att se till att ansökningarna är skalbara så att resurserna inte slösas bort. Forskare som använder Titan behöver inte betala för användning.

Mer datorkraft ökar kunskapsupptäckten och hjälper till i mer realistisk simulering och experiment, säger Nichols och tillägger att Titan kommer att hjälpa USA i forskningsområden som biovetenskap, klimat, energi och utrymme.

ORNL genomför exempelvis forskning om neutronvetenskap, som innefattar byggandet av förbränningsmotorer som levererar lägre utsläpp och högre effektivitet. Dessa experiment är relaterade till landets ekonomi, miljö och säkerhet, och snabbare superdatorer som Titan forskar snabbare på det området, säger Nichols.

[Se även IBM Watsons förfäder: En titt på fortidens superdatorer]

Titus-specifikationer

Titan är en Cray XK7-superdator, som par 18.688 Advanced Micro Devices 16-core Opteron 6274 CPU-enheter med 18.688 Nvidia Tesla K20 GPU (grafikbehandlingsenheter). Grafiska processorer ger snabbare utförande av vissa vetenskapliga och matematiska applikationer, medan CPU: er är bättre för seriell bearbetning. Genom att utnyttja den gemensamma datorkraften hos processorer och GPU-enheter kan superdatorer ge resultat på det mest energieffektiva sättet, säger Steve Scott, chefstekniker för Tesla-produktlinjen vid Nvidia.

Titan är inbyggd i 200 serverskåp, som är lika stor som Jaguar. ORNL uppgraderas genom att flytta till 16-kärniga processorer och de senaste grafikprocessorerna, som är snabbare och mer energieffektiva. Titan har 700TB minne.

Titan förbrukar cirka 9 megawatt kraft och energikostnaderna för att köra superdatorn kan öka till 10 miljoner dollar per år, sa Nichols. DOE är villig att absorbera kostnaden eftersom den vet att ett sofistikerat forskningsprogram behövs, säger Nichols.

Nästa milstolpe för superdatorer är att nå exaflop-prestanda, som är ca 1000 petaflops, senast 2018. ORNL uppgraderar superdatorn till ett tre till fyra års klipp och Nichols förväntar sig en stor uppgradering till Titan 2016. Han hoppas också att ett exaflopsystem kommer att vara på plats vid ORNL 2020, men han tillade ingenting var säkert. "

" "Vi måste tänka på att göra fallet för 2020-exascale-maskinen eller 2016-maskinen. Vi måste börja prata med säljare om dessa maskiner, säger Nichols.

Agam Shah täcker datorer, tabletter, servrar, chips och halvledare för IDG News Service. Följ Agam på Twitter på @agamsh. Agams e-postadress är [email protected]