HPE и EuroHPC официально ввели в эксплуатацию вычислительную систему LUMI, установленную в ЦОД центре IT Center for Science (CSC) в Каяани (Финляндия), которая на данный момент считается самым мощным суперкомпьютером в Европе. LUMI — это первая система предэкзафлопсного класса, созданная в рамках совместного европейского проекта EuroHPC.

LUMI будет в основном использоваться для решения важных для общества задач, включая исследования в области изменения климата, медицины, наук о жизни и т.д. Система будет применяться для приложений, связанных с высокопроизводительными вычислениями (HPC), искусственным интеллектом и аналитикой данных, а также в областях их пересечения. Для отдельных пользователей суперкомпьютер будет доступен в рамках второй пилотной фазы в августе, а полностью укомплектованная система станет общедоступной в конце сентября.

Суперкомпьютер LUMI (Фото: Pekka Agarth)

Суперкомпьютер стоимостью €202 млн принадлежит EuroHPC (JU). Половина из этой суммы была предоставлена Евросоюзом, четверть — Финляндией, а остальная часть средств поступила от остальных членов консорциума, включающего 10 стран. По состоянию на 30 мая LUMI занимал третье место в списке TOP500 самых быстрых суперкомпьютеров мира. Сейчас его производительность составляет 151,9 Пфлопс при энергопотреблении 2,9 МВт.

LUMI (снег в переводе с финского) базируется на системе HPE Cray EX. Система состоит из двух комплексов. Блок с ускорителями включает 2560 узлов, каждый из которых состоит из одного 64-ядерного кастомного процессора AMD EPYC Trento и четырёх AMD Instinct MI250X. Второй блок под названием LUMI-C содержит только 64-ядерные CPU AMD EPYC Milan в 1536 двухсокетных узлах, имеющих от 256 Гбайт до 1 Тбайт RAM.

Дата-центр LUMI (Фото: Fade Creative)

LUMI также имеет 64 GPU NVIDIA A40, используемых для рабочих нагрузок визуализации, и узлы с увеличенным объёмом памяти (до 32 Тбайт на кластер). Основной интерконнект — Slingshot 11. Хранилище LUMI построено на базе СХД Cray ClusterStor E1000 c ФС Lustre: 8 Пбайт SSD + 80 Пбайт HDD. Также есть объектное Ceph-хранилище ёмкостью 30 Пбайт. Агрегированная пропускная способность СХД составит 2 Тбайт/с. В ближайшее время суперкомпьютер получит дополнительные узлы.

После завершения всех работ производительность суперкомпьютера, как ожидается, вырастет примерно до 375 Пфлопс, а пиковая производительность потенциально превысит 550 Пфлопс. Общая площадь комплекса составит порядка 300 м², а энергопотребление вырастет до 8,5 МВт. Впрочем, запас у площадки солидный — от ГЭС она может получить до 200 МВт. «Мусорное» тепло идёт на обогрев местных домов.

Национальное управление ядерной безопасности (NNSA) при Министерстве энергетики США официально закончило реконструкцию ЦОД при Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) в рамках проекта Exascale Computing Facility Modernization. Обновлены энергетическая система и система охлаждения местного вычислительного центра для использования вычислительных мощностей экзафлопсного уровня.

Первой новой действующей системой NNSA станет 2-Эфлопс суперкомпьютер El Capitan, предназначенный для выполнения задач Ливерморской лаборатории, Лос-Аламосской национальной лаборатории и Сандийской национальной лаборатории. По словам представителя NNSA, экзафлопсные вычисления помогут стране в важных, неотложных проектах модернизации вооружений.

Источник изображения: Department of Energy

Обновление позволит Ливерморской лаборатории выполнять ресурсоёмкие задачи, 3D-моделирование и симуляцию процессов, связанных с реализацией военных проектов — это необходимо для того, чтобы соответствовать требованиям к сертификации Программы сопровождения ядерного арсенала, реализуемой под эгидой NNSA, основной миссией которой декларируется расширение возможностей американских средств ядерного сдерживания.

Сейчас стадия обновления ЦОД завершена и намечен переход к следующим этапам. В результате реализации проекта более, чем удвоилась охлаждающая мощность объекта — теперь он способен ежедневно поглощать количество тепла, достаточного для того, чтобы растопить 28 тыс. тонн льда. Энергетическая мощность ЦОД увеличена с 45 до 85 МВт, а в процессе строительства были обновили линии электропередач, подстанции и управляющее оборудование.

Ожидается, что итоговая производительность El Capitan составит более 2 Эфлопс, а потреблять он будет порядка 30–35 МВт. Проработать он должен до 2029 года, однако параллельно будет строиться ещё один суперкомпьютер нового поколения. Некоторые предполагают, что подобные площадки станут последними в своём роде, в первую очередь из-за проблем с электропитанием.

На прошедшем этим вечером отчётном мероприятии Financial Analysts Day 2022 компания AMD поделилась планами по дальнейшему развитию серверных процессоров EPYC. Речь шла как об уже анонсированных продуктах, так и о совершенно новых, предназначенных для неосвоенных ранее компанией сегментов.

Наиболее значимым, хотя и наименее детальным, стал официальный анонс пятого поколения AMD EPYC под кодовым именем Turin (EPYC 7005), которое должно появиться до конца 2024 года. Они будут основаны на существенно переработанной архитектуре Zen 5 и изготавливаться по смешанному 3- и 4-нм техпроцессу. Обещано три разновидности кристаллов: обычные, с 3D V-Cache и «облачные» (Zen 5c), оптимизированные для повышения плотности размещения. Важно тут то, что таким образом сохранится преемственность между поколениями, что определённо порадует заказчиков.

Изображения: AMD (via Tom's Hardware)

Но в ближайшее время нас ждёт выход AMD EPYC Genoa, который должен состояться в IV квартале текущего года. Эти 5-нм процессоры получат до 96 ядер Zen 4, 12 каналов DDR5, поддержку PCIe 5.0 и CXL. Причём сейчас уже явно говорится о возможности расширения системной памяти с помощью CXL. Переход на новый техпроцесс и увеличившееся в 1,5 раза количество ядер дали прирост производительности до +75% (в пример приводится тест Java SPECjbb).

Для Genoa потребуется новый сокет SP5 (LGA6096). Он же будет готов принять ещё два варианта процессоров. Первый — это новенький Genoa-X, по названию которого легко догадаться, что это тот же Genoa (тоже до 96 ядер), снабжённый расширенным L3-кешем 3D V-Cache (от 1 Гбайт и более). Как и Milan-X, он будет ориентирован на специфический класс нагрузок, которые выигрывают от увеличения доступного объёма кеша. Это, например, расчётные задачи и СУБД.

Genoa-X появятся в 2023 году. Тогда же стоит ждать и особую серию Bergamo. Эти процессоры, как и было обещано ранее, получат до 128 ядер (и 256 потоков), сохранив совместимость с сокетом SP5. Основаны они будут на 5-нм ядрах Zen 4c, который чем-то напоминают E-ядра в исполнении Intel. Однако набор команд у Zen 4c будет одинаков с Zen 4. Деталей устройства c-ядер AMD снова не раскрыла, но можно предположить, что у них переработана иерархия кешей. Предназначены они для гиперскейлеров, которым важна плотность размещения ресурсов, а не только производительность

В 2023 году появятся и «малые» EPYC’и под кодовым названием Siena. Они оптимизированы с точки зрения энергоэффективности и предлагают до 64 ядер Zen 4. Siena ориентированы на периферийные вычисления и телеком-сегмент. Подробностей о них пока тоже мало. Не исключено, что мы увидим и гибриды наподобие Ice Lake-D, включающие интегрированные «умные» сетевые контроллеры.

Существенным для всех новинок станет использование архитектуры Zen 4 (4 и 5 нм), которая, помимо ожидаемого прироста производительности, получит новые возможности. Среди них — поддержка AVX-512 (возможно, не самого полного набора) и новых инструкций для ИИ-нагрузок, которыми Intel хвасталась в течение нескольких лет. Но что ещё более важно, Zen 4 получат четвёртое поколение интерконнекта Infinity Architecture, который позволит более плотно связать различные чиплеты, причём и на уровне «кремния» (2.5D- и 3D-упаковка).

А это открывает путь к эффективной компоновке различных функциональных модулей с поддержкой когерентности на уровне всего чипа — AMD подтвердила возможность интеграции FPGA Xilinx и IP-блоков сторонних компаний. Новый интерконнект также совместим с CXL 2.0, что важно для работы с памятью, а будущие версии получат поддержку CXL 3.0 и UCIE. Именно четвёртое поколение Infinity позволило AMD создать свои первые серверные APU Instinct MI300.

Корпорация Intel на этой неделе уделила немало внимания серии экономичных процессоров Atom. Помимо новых моделей в серии C5000 Parker Ridge появились и новые чипы в семействе P5000 Snow Ridge. Эта 10-нм SoC-платформа дебютировала в 2020 году, её главное назначение — использование в беспроводном 5G-оборудовании, а главной отличительной особенностью можно назвать развитую сетевую подсистему.

Последняя предлагает тесную интеграцию со 100GbE-контроллером Intel Ethernet 800 с поддержкой коммутации и технологии QAT. Изначально в серии было всего четыре модели с номерами серии P5900, количеством ядер Tremont от 8 до 24 и литерой B в названии — от «Base Station». Теперь семейство пополнилось девятью новыми моделями с индексами от P5300 до P5700. Сравнить характеристики всех чипов P5000 можно на сайте Intel, воспользовавшись этой ссылкой.

Модельный ряд Intel Atom P5000. Источник: Intel

Хотя базовая частота у всех новинок осталась прежней и составляет 2,2 ГГц, объём кеша на кластер из четырёх ядер равен 4,5 Мбайт, а количество линий PCIe составляет 32 шт., есть и отличия. Для новых моделей заявлена поддержка вдвое большего максимального объёма оперативной памяти, 256 Гбайт против 128 Гбайт у чипов с литерой B. Есть и некоторые изменения в подсистеме памяти: младшие версии с номерами P5300 поддерживают либо DDR4-2400, либо 2666, тогда как для P5700 сохранена поддержка DDR4-2933.

Intel NetSec Accelerator card. Источник: Intel (via ServeTheHome)

Теплопакеты достаточно высокие, от 48 до 83 Вт, что отчасти продиктовано наличием продвинутой сетевой подсистемы. Она может быть сконфигурирована в различных режимах, у P5300 это от 8×10GbE до 1×100GbE, P5700 может поддерживать от 8 портов 25GbE с шифрованием, а в режиме 2×100GbE один порт обязательно будет резервным. Сетевой движок QAT третьего поколения сохранился у всех моделей. Режим коммутатора доступен только для P5700.

Intel NetSec — полноценная x86-система в виде PCIe-адаптера. Источник: Intel (via ServeTheHome)

Новые процессоры Intel Atom P5000 могут служить и основой для современных сетевых ускорителей — компания продемонстрировала плату NetSec Accelerator, спроектированную Silicom и несущую на борту 8-ядерный P5721 или 16-ядерный P5742. Ускоритель имеет либо 2 корзины SFP28 (25GbE), либо корзину QSFP28 (100GbE), свой BMC и опциональный накопитель M.2 2242 в дополнение к 256 Гбайт набортной eMMC. По сути, это полноценная x86-платформа в форм-факторе PCIe-платы.

Интерфейс, в зависимости от модели, PCIe 4.0 x8, либо x16, теплопакет у старшего варианта может достигать 115 Вт, поэтому плата использует дополнительное питание. Производительность в дуплексном режиме с полноценным шифрованием в реальном времени — 25 и 50 Гбит/с. Интересно, что новинка не позиционируется как IPU, но и термин DPU компанией не используется.

Корпорация Intel анонсировала первые шесть процессоров семейства Atom C5000 (Parker Ridge), предназначенных для применения в серверном и сетевом оборудовании. Дебютировали изделия с обозначениями C5325, C5320, C5315, C5310, C5125 и C5115, которые изготавливаются по 10-нм техпроцессу. В зависимости от модификации чипы содержат четыре или восемь ядер (Tremont). Технология многопоточности не поддерживается.

Тактовая частота модели C5310 составляет 1,6 ГГц. Версии C5325, C5320 и C5315 функционируют на частоте 2,4 ГГц, а C5125 и C5115 — 2,8 ГГц. Поддерживается работа с двухканальной оперативной памятью DDR4, частота которой может составлять 2400 или 2933 МГц (см. характеристики отдельных моделей в таблице ниже). Максимально поддерживаемый объём ОЗУ у всех решений равен 256 Гбайт. Все изделия наделены 9 Мбайт кеша второго уровня. Показатель TDP варьируется от 32 до 50 Вт. Это, как отмечает ресурс ServeTheHome, заметивший появление новинок в базе Intel, довольно много для изделий такого класса.

Источник: Intel

Процессоры различаются количеством поддерживаемых линий PCIe — 12, 16 или 32. Чипы позволяют задействовать 12 или 16 портов SATA и восемь USB-портов в конфигурации 4 × USB 2.0 и 4 × USB 3.0. Все процессоры поддерживают технологию Intel QuickAssist (QAT) второго поколения (шифрование 20 Гбит/с), средства виртуализации Virtualization Technology (VT-x), инструкции AES, технологии Intel Trusted Execution и Enhanced Intel SpeedStep. Отличительной же чертой серии являются встроенные сетевые интерфейсы (до 8 шт., до 50GbE), которые есть в четырёх из шести представленных моделей.

Гленн Локвуд (Glenn K. Lockwood), ведущий специалист Национального научного вычислительного центра энергетических исследований (NERSC) при Министерстве энергетики США перешёл на работу в Microsoft. Он является архитектором высокопроизводительных масштабируемых систем хранения данных для суперкомпьютеров. Локвуд, в частности, руководил развёртыванием первого в мире 35-Пбайт All-Flash хранилища с ФС Lustre для суперкомпьютера Perlmutter.

В своём блоге Локвуд объяснил, почему он ушёл из NERSC в Microsoft. По его словам, лидирующие HPC-системы балансируют на грани выживания, в то время как HPC-системы среднего клсса практически полностью обесцениваются поставщиками облачных услуг. При текущих тенденциях стоимость строительства нового дата-центра и обширной инфраструктуры питания и охлаждения для каждого нового мощного суперкомпьютера очень скоро станет непомерно высокой, говорит Локвуд. Он высказал мнение, что ЦОД мощностью 50–60 МВт, строящиеся сейчас для экзафлопсных суперкомпьютеров, будут последними в своём роде.

Источник изображения: AMD

Что касается менее мощных систем, таких как Perlmutter, то необходимость в них постепенно сокращается по мере того, как облако набирает обороты. «Вы можете установить полную систему [HPE] Cray EX, идентичную той, что вы можете найти в NERSC или OLCF, в Azure <…> и интегрировать её с богатыми инфраструктурными возможностями облака», — говорит Локвуд. Кроме того, облака действительно гораздо быстрее внедряют новинки. Так, процессоры AMD EPYC MilanX и ускорители Instinct MI200 появились в инфраструктуре Microsoft Azure намного раньше, чем в HPC-центрах.

«Я не утверждаю, что знаю будущее, и многое из того, что я изложил, является в лучшем случае гипотетическим», — заявил Гленн Локвуд, отметив, что приверженность Министерства энергетики США к независимым HPC-системам сохранится по меньшей мере ещё десятилетие. Локвуд стал очередным специалистом, покинувшем традиционный HPC-сектор и ушедшим в Microsoft. В 2020 году в Microsoft перешёл технический директор Cray Стив Скотт (Steve Scott). Год спустя к Microsoft присоединился соруководитель программы Cray PathForward доктор Дэн Эрнст (Dan Ernst).

59-я редакция TOP500, публичного рейтинга самых производительных суперкомпьютеров мира, стала наиболее знаменательной за последние 14 лет, поскольку официально был преодолён экзафлопсный барьер. Путь от петафлопса оказался долгим — первой петафлопсной системой стал суперкомпьютер IBM Roadrunner, и произошло это аж в 2008 году. Но минимальным порогом для попадания в TOP500 эта отметка стала только в 2019 году.

Как и было обещано, официально и публично отметку в 1 Эфлопс в бенчмарке HPL на FP64-вычислениях первым преодолел суперкомпьютер Frontier — его устоявшаяся производительность составила 1,102 Эфлопс при теоретическом пике в 1,686 Эфлопс. Система на платформе HPE Cray EX235a использует оптимизированные 64-ядерные процессоры AMD EPYC Milan (2 ГГц), ускорители AMD Instinct MI250X и фирменный интерконнект Slingshot 11-го поколения. Система имеет суммарно 8 730 112 ядер, потребляет 21,1 МВт и выдаёт 52,23 Гфлопс/Вт, что делает её второй по энергоэффективности в мире.

Суперкомпьютер Frontier (Фото: AMD)

Впрочем, первое место в Green500 по данному показателю всё равно занимает тестовый кластер в составе всё того же Frontier: 120 832 ядра, 19,2 Пфлопс, 309 кВт, 62,68 Гфлопс/Вт. Третье и четвёртое места достались европейским машинам LUMI и Adastra, новичкам TOP500, которые по «железу» идентичны Frontier, но значительно меньше. Да и разница в Гфлопс/Вт между ними минимальна. Скопом они сместили предыдущего лидера — экзотичную японскую систему MN-3 от Preferred Networks.

Японская система Fugaku, лидер по производительности в течение двух последних лет, сместилась на второе место TOP500. Третье место у финской системы LUMI с показателем производительности 151,9 Пфлопс — обратите внимание, насколько велик разрыв в первой тройке машин. Наконец, в Топ-10 последнее место занял новичок Adastra (46,1 Пфлопс), который расположен во Франции.

Источник: TOP500

В бенчмарке HPCG всё ещё лидирует Fugaku (16 Пфлопс), но, судя по всему, только потому, что для Frontier данных пока нет. Ну и потому, что результат суперкомпьютера LUMI, который почти на порядок медленнее Frontier, в HPCG составляет 1,94 Пфлопс. Наконец, в HPL-AI Frontier также отобрал первенство у Fugaku — 6,86 Эфлопс в вычислениях смешанной точности против 2 Эфлопс. В общем, у Frontier полная победа по всем фронтам, и эту машину можно назвать не только самой быстрой в мире, но первой по-настоящему экзафлопсной системой.

Если, конечно, не учитывать неофициальные результаты OceanLight и Tianhe-3 из Поднебесной, которые в TOP500 никто не заявил. Число китайских систем в нынешнем рейтинге осталось прежним (173 шт.), тогда как США «ужались» со 150 до 127 шт. Российских систем в списке всё так же семь. Лидерами по числу поставленных систем остаются Lenovo, HPE и Inspur, а по их суммарной производительности — HPE, Fujitsu и Lenovo. С другой стороны, массовых изменений и не было — в нынешнем списке всего около сорока новых систем.

Источник: TOP500

Однако нельзя не отметить явный прогресс AMD — да, чуть больше трёх четвертей машин из списка используют процессоры Intel, но AMD удалось за полгода отъесть около 4 %. При этом AMD EPYC Milan присутствует в более чем трёх десятках систем, а доля Intel Xeon Ice Lake-SP вдвое меньше, хотя эти процессоры появились практически одновременно. Ускорители ожидаемо стали использовать больше — они применяются в 170 системах (было 150). Подавляющее большинство приходится на решения NVIDIA разных поколений, но и для новых Instinct MI250X нашлось место в восьми машинах. Ну а в области интерконнекта Infiniband потихоньку догоняет Ethernet: 226 машин против 196 + ещё 40 с Omni-Path + редкие проприетарные решения.

На весенней конференции GTC 2022 NVIDIA поделилась подробностями о грядущих серверных Arm-процессорах Grace Superchip и гибридах Grace Hopper Superchip, а на Computex 2022 представила первые референсные платформы на базе этих чипов для OEM-производителей и объявила о расширении программы NVIDIA Certified.

Последнее, впрочем, не означает отказ от x86-систем, поскольку программа будет просто расширена. Да и портирование стороннего и собственного ПО займёт некоторое время. Первые несколько десятков моделей серверов от ASUS, Foxconn, GIGABYTE, QCT, Supermicro и Wiwynn появятся в первой половине 2023 года. Представлены они будут в трёх категориях, причём все, за исключением одной, базируются на «сдвоенных» процессорах Grace Superchip, насчитывающих до 144 ядер.

Источник: NVIDIA

Системы серии OVX, представленной ранее, всё так же будут предназначены для цифровых двойников и Omniverse — NVIDIA продолжает наставить на том, что любое современное производство или промышленное предприятие должно быть интеллектуальным. Arm-версия OVA получит неназванные ускорители NVIDIA и DPU Bluefield-3.

Новая платформа NVIDIA CGX очень похожа на OVX — она тоже получит DPU Bluefield-3 и до четырёх ускорителей NVIDIA A16. CGX создана специального для облачных гейминга и работы с графикой.

А вот новое поколение платформы NVIDIA HGX гораздо интереснее. Оно заметно отличается от предыдущих, которые в основном представляли собой различные комбинации базовых плат NVIDIA с четырьмя или восемью ускорителями, вокруг которых OEM-партнёры строили системы в меру своих умений и фантазий. Нынешняя инкарнация NVIDIA HGX всё же несколько более комплексная, поскольку сейчас предлагается два варианта узлов, специально спроектированных для высокоплотных систем и явно ориентированных на высокопроизводительные вычисления (HPC).

Источник: NVIDIA

Первый вариант — это 1U-лезвие (до 84 шт. в стандартной стойке), которое включает один процессор Grace Superchip, до 1 Тбайт LPDDR5x-памяти с пропускной способностью (ПСП) до 1 Тбайт/с и DPU BlueField-3. Иные варианты сетевого подключения оставлены на усмотрение конечного производителя. Заявленный уровень TDP составляет 500 Вт, так что на выбор доступны системы с воздушным и жидкостным охлаждением.

Второй вариант базируется на гибридных чипах Grace Hopper Superchip, объединяющих в себе посредством шины NVLink-C2C процессорную часть с 512 Гбайт LPDDR5x-памяти и ускоритель NVIDIA H100 c 80 Гбайт HBM3-памяти (ПСП до 3,5 Тбайт/с). Помимо DPU BlueField-3 опционально доступен и интерконнект NVLink 4.0, но и здесь вендору оставлена свобода выбора. Уровень TDP для данной платформы составляет 1 кВт, но вот обойтись одним только воздушным охлаждением (а такой вариант есть) при полном заполнении стойки всеми 42-мя 2U-лезвиями будет трудно.

Шина PCI Express давно стала стандартом де-факто: она не требует много контактов, её производительность в пересчёте на линию уже достигла ≈4 Гбайт/с (32 ГТ/с) в версии PCIe 5.0, а использование стека CXL сделает PCI Express поистине универсальной. Но для соединения чиплетов или межпроцессорной коммуникации эта шина в текущем её виде подходит не лучшим образом.

Но использование проприетарных технологий существенно ограничивает потенциал чиплетных решений, и для преодоления этого ограничения в марте этого года 10-ю крупными компаниями-разработчиками, включая AMD, Qualcomm, TSMC, Arm и Samsung, был основан новый стандарт Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe).

Изображение: UCIe Consortium

Уже первая реализация UCIe должна превзойти PCI Express во многих аспектах: если линия PCIe 5.0 представляет собой четыре физических контакта с пропускной способностью 32 ГТ/с, то UCIe позволит передавать по единственному контакту до 12 Гбит/с, а затем планка будет повышена до 16 Гбит/с. При этом энергопотребление у UCIe ниже, а эффективность — выше. На равном с PCIe расстоянии новый стандарт может быть вчетверо производительнее при том же количестве проводников.

В перспективе эта цифра может быть увеличена до 10–20 раз, то есть, узким местом между чиплетами UCIe явно не станет. Более того, новый интерконнект не только изначально совместим с CXL, но и гораздо лучше приспособлен к задачам дезагрегации. Иными словами, быстрая связь напрямую между чиплетами возможна не только в одной упаковке или внутри узла, но и за его пределами.

Изображение: UCIe Consortium

Весьма заинтересована в новом стандарте Intel, которая планирует использовать UCIe таким образом, что в процессорах нового поколения ядра x86 смогут соседствовать с Arm или RISC-V. При этом планируется обеспечить совместимость UCIe с технологиями упаковки Intel EMIB и TSMC CoWoS, заодно добавив поддержку других шин, в том числе Arm AMBA, а также возможность легкой конвертации в проприетарные протоколы других разработчиков.

В настоящее время Intel уже есть несколько примеров использования UCIe. Так, в одном из вариантов с помощью новой шины к процессорным ядрам подключаются ускорители и блок управления, а упаковка EMIB используется для подключения чипа к дезагрегированной памяти DDR5 и линиям PCI Express.

На мероприятии Intel Vision было анонсировано второе поколение ИИ-ускорителей Habana: Gaudi2 для задач глубокого обучения и Greco для инференс-систем. Оба чипа теперь производятся с использованием 7-нм, а не 16-нм техпроцесса, но это далеко не единственное улучшение.

Gaudi2 выпускается в форм-факторе OAM и имеет TDP 600 Вт. Это почти вдвое больше 350 Вт, которые были у Gaudi, но второе поколение чипов значительно отличается от первого. Так, объём набортной памяти увеличился втрое, т.е. до 96 Гбайт, и теперь это HBM2e, так что в итоге и пропускная способность выросла с 1 до 2,45 Тбайт/с. Объём SRAM вырос вдвое, до 48 Мбайт. Дополняют память DMA-движки, способные преобразовывать данные в нужную форму на лету.

Изображения: Intel/Habana

В Gaudi2 имеется два основных типа вычислительных блоков: Matrix Multiplication Engine (MME) и Tensor Processor Core (TPC). MME, как видно из названия, предназначен для ускорения перемножения матриц. TPC же являются программируемыми VLIW-блоками для работы с SIMD-операциями. TPC поддерживают все популярные форматы данных: FP32, BF16, FP16, FP8, а также INT32, INT16 и INT8. Есть и аппаратные декодеры HEVC, H.264, VP9 и JPEG.

Особенностью Gaudi2 является возможность параллельной работы MME и TPC. Это, по словам создателей, значительно ускоряет процесс обучения моделей. Фирменное ПО SynapseAI поддерживает интеграцию с TensorFlow и PyTorch, а также предлагает инструменты для переноса и оптимизации готовых моделей и разработки новых, SDK для TPC, утилиты для мониторинга и оркестрации и т.д. Впрочем, до богатства программной экосистемы как у той же NVIDIA пока далеко.

Интерфейсная часть новинок включает PCIe 4.0 x16 и сразу 24 (ранее было только 10) 100GbE-каналов с RDMA ROcE v2, которые используются для связи ускорителей между собой как в пределах одного узла (по 3 канала каждый-с-каждым), так и между узлами. Intel предлагает плату HLBA-225 (OCP UBB) с восемью Gaudi2 на борту и готовую ИИ-платформу, всё так же на базе серверов Supermicro X12, но уже с новыми платами, и СХД DDN AI400X2.

Наконец, самое интересное — сравнение производительности. В ряде популярных нагрузок новинка оказывается быстрее NVIDIA A100 (80 Гбайт) в 1,7–2,8 раз. На первый взгляд результат впечатляющий. Однако A100 далеко не новы. Более того, в III квартале этого года ожидается выход ускорителей H100, которые, по словам NVIDIA, будут в среднем от трёх до шести раз быстрее A100, а благодаря новым функциям прирост в скорости обучения может быть и девятикратным. Ну и в целом H100 являются более универсальными решениями.

Gaudi2 уже доступны клиентам Habana, а несколько тысяч ускорителей используются самой Intel для дальнейшей оптимизации ПО и разработки чипов Gaudi3. Greco будут доступны во втором полугодии, а их массовое производство намечено на I квартал 2023 года, так что информации о них пока немного. Например, сообщается, что ускорители стали намного менее прожорливыми по сравнению с Goya и снизили TDP с 200 до 75 Вт. Это позволило упаковать их в стандартную HHHL-карту расширения с интерфейсом PCIe 4.0 x8.

Объём набортной памяти всё так же равен 16 Гбайт, но переход от DDR4 к LPDDR5 позволил впятеро повысить пропускную способность — с 40 до 204 Гбайт/с. Зато у самого чипа теперь 128 Мбайт SRAM, а не 40 как у Goya. Он поддерживает форматы BF16, FP16, (U)INT8 и (U)INT4. На борту имеются кодеки HEVC, H.264, JPEG и P-JPEG. Для работы с Greco предлагается тот же стек SynapseAI. Сравнения производительности новинки с другими инференс-решениями компания не предоставила.

Впрочем, оба решения Habana выглядят несколько запоздалыми. В отставании на ИИ-фронте, вероятно, отчасти «виновата» неудачная ставка на решения Nervana — на смену так и не вышедшим ускорителям NNP-T для обучения пришли как раз решения Habana, да и новых инференс-чипов NNP-I ждать не стоит. Тем не менее, судьба Habana даже внутри Intel не выглядит безоблачной, поскольку её решениям придётся конкурировать с серверными ускорителями Xe, а в случае инференс-систем даже с Xeon.

Компания Meta✴ приступила к расширению кампуса дата-центров DeKalb в штате Иллинойс (США), которые, как предполагается, будут применяться для дальнейшего развития метавселенной. Для того, чтобы разработать материал для новых построек, Meta✴ прибегла к помощи искусственного интеллекта — специально подобранные «зелёные» компоненты позволят частично заменить традиционный бетон.

Цемент является основой множества современных строительных материалов, применяемых в промышленных масштабах — по имеющейся статистике на его производство приходится порядка 8 % всех углеродных выбросов в мире. Для того, чтобы создать более приемлемую для экологии альтернативу, Meta✴ объединила усилия с Университетом Иллинойса в Урбане-Шампейне (UIUC), Массачусетским технологическим институтом (MIT) и IBM.

Источник изображения: tech.fb.com

При участии системы искусственного интеллекта была обработана база данных со сведениями о характеристиках и компонентах бетонов. В результате проведённой работы была подобрана смесь летучей золы и шлака, способная частично заменить классический цемент. Полученные данные были переданы поставщику бетона — компании Ozinga, которая оптимизировала смесь исходя из своего опыта и доступности материалов, сохранив при этом необходимую прочность.

Новый «зелёный» бетон, по оценкам Meta✴, обеспечивает на 40 % меньший углеродный выброс при создании. Помимо двух уже строящихся зданий для кампуса будут построены ещё три с использованием новых технологий. По имеющимся сведениям, новую смесь уже применили при строительстве второстепенных объектов. Общая площадь зданий ЦОД составит более 222 тыс. м².

Источник изображения: tech.fb.com

Как и многие штаты, Иллинойс предложил в 2019 году налоговые льготы на ЦОД-оборудование для привлечения операторов. Meta✴ так и не воспользовалась данными преимуществами, но от послаблений при расчётах налога на собственность не отказалась. После введения объектов в эксплуатацию новые ЦОД не только будут способствовать расширению метавселенной, но и обеспечат работой более 200 человек.

На момент первого анонса проекта Meta✴ обещала, что кампус будет использовать 100 % возобновляемой энергии, а строения получат золотой сертификат Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) за экологическую безопасность конструкции. Общий объёмы инвестиций в кампус в Иллинойсе составят более $1 млрд. Ранее сообщалась, что Meta✴ активно наращивает инвестиции в строительство ЦОД и сетевую инфраструктуру по всему миру.

Компания Chelsio Communications анонсировала седьмое поколение своих сетевых процессоров Terminator с поддержкой 400GbE. От предшественников T7 отличает более развитая вычислительная часть общего назначения, включающая в себя до 8 ядер Arm Cortex-A72, так что их уже можно назвать DPU. Всего представлено пять вариантов 5 чипов (T7, N7, D7, S74 и S72), которые различаются между собой набором движков и ускорителей. Референсная платформа T7 будет доступна в мае, первых же адаптеров на базе новых DPU следует ожидать в III квартале 2022 года.

Для задач сжатия, дедупликации или криптографии есть отдельные сопроцессоры. Никуда не делся и привычный для серии Unified Wire встроенный L2-коммутатор. Для подключения к хосту T7 теперь использует шину PCIe 5.0 x16, причём он же содержит и root-комплекс. Более того, имеется и набортный коммутатор+мост PCIe 4.0, и NVMe-интерфейс, и даже поддержка эмуляции NVMe. Всё это, к примеру, позволяет легко и быстро создать NVMe-oF хранилище или мост NVMe-NVMe для компрессии и шифрования данных на лету. Новинка предлагает ускорение работы RoCEv2 и iWARP, FCoE и NVMe/TCP, iSCSI и iSER, а также RAID5/6. Сетевая часть поддерживает разгрузку Open vSwitch и Virt-IO.

Блок-схема старшего варианта T7 (Изображения: Chelsio Communcations)

Впрочем, поддержки P4 тут нет — Chelsio продолжает использовать собственные движки для обработки трафика. Но наработки, сделанные для серий T5 и T6, будет проще перенести на новое поколение чипов. Кроме того, появилась и практически обязательная нынче «глубокая» телеметрия всего проходящего через DPU трафика для повышения управляемости и его защиты. Если и этого окажется мало, то к T7 (и D7) можно напрямую подключить FPGA, а набортную память расширить банками DDR4/5. В пресс-релизе также отмечается, что T7 сможет стать достойной заменой InfiniBand в HРC-системах.

Вариант D7 наиболее близок к T7, но предлагает только 200GbE-подключение, лишён некоторых функций и второстепенных интерфейсов, да и в целом рассчитан на создание СХД. N7, напротив, лишён Arm-ядер и всех функций для работы с хранилищами, нет у него и PCIe-коммутатора и моста. Предлагает он только 200GbE-интерфейсы. Наконец, чипы серии S7 лишены целого ряда второстепенных функций и предоставляют только 100/200GbE-подключение. Они относятся скорее к SmartNIC, поскольку начисто лишены Arm-ядер и некоторых функций. Но зато они и недороги.

Кроме того, в седьмом поколении Termintator появилась возможность обойтись без набортной DRAM с сохранением всей функциональности. Так что использование памяти хоста позволит дополнительно снизить стоимость конечных решений, которые будут создавать OEM-производители. Сами чипы производятся с использованием техпроцесса TSMC 12-нм FFC, так что даже у старшей версии чипов типовое энергопотребление не превышает 22 Вт.

Центральная администрация киберпространства КНР поделилась планами ускоренного внедрения протокола IPv6 на фоне повсеместного распространения облачных сервисов, устройств интернета вещей и 5G-сетей. Власти страны анонсировали целый ряд амбициозных целей на 2022 год. Известно, что КНР планирует полностью перейти на IPv6 к 2030 году.

Так, до конца года планируется получить 700 млн активных пользователей IPv6 (при населении более 1,4 млрд человек) и 180 млн IPv6-подключений устройств Интернета вещей, причём к этому моменту 13 % трафика стационарных сетей связи и 45 % мобильного трафика тоже должно быть переведено на новый протокол. 85 % государственных, а также ключевых коммерческих онлайн-сервисов тоже должны будут освоить IPv6.

Источник изображения: Tumisu/pixabay.com

Наконец, этот протокол должен быть активирован по умолчанию во всех новых домашних роутерах. Правительство также намерено поощрять перевод на IPv6 облачных платформ, стриминговых сервисов и целый ряд ключевых отраслей вроде финансового сектора и сельского хозяйства. Отчасти это вынужденная мера, поскольку телекоммуникационный сектор страны остро нуждается в новых инструментах в связи с постоянным и довольно стремительным ростом, которому способствуют общие план по цифровизации Китая.

Только в I квартале 2022 года, по данным Министерства промышленности и информатизации КНР, доходы облачных сервисов выросли на 138,1 % в сравнении с аналогичным периодом прошлого года, а секторы Big Data и IoT — на 59,1 % и 23,9 % соответственно. Очевидного прогресса страна достигла и в строительстве базовых станций 5G. К концу марта их число в КНР достигло 1,56 млн единиц, из них 134 тыс. были построены в первые три месяца года.

Источник изображения: Huawei

В этих условиях распространение IPv6 имеет критически важное значение. Новый план китайских властей предусматривает «активное участие нации» в формировании не только местных, но и международных стандартов для интернета будущего. В Китае намерены продвигать новый стандарт New IP вместо привычного стека TCP/IP. Huawei предложила его Международному союзу электросвязи (ITU), хотя разработкой соответствующих стандартов занимаются преимущественно IETF и IEEE.

Впрочем, инициатива прохладно встречена этими международными институтами, поскольку новый протокол не гарантируерует обратной совместимости и фактически дублирует работы, уже проводимые IEEE и IETF. Cisco утверждает, что существующие стандарты вполне соответствуют китайским запросам. Кроме того, использование имеющихся решений позволит избежать прецедента продавливания Китаем стандарта при посредничестве ITU, который в норме не имеет к этому процессу никакого отношения.

Периферийные вычисления подразумевают работу достаточно мощных серверов в нестандартных условиях. Казалось бы, 400 километров — не такое уж большое расстояние. Но если это высота орбиты космической станции, то более «периферийное» место найти будет сложно. А ведь если человечество планирует и далее осваивать космос, оно неизбежно столкнётся и с проблемами, свойственными космическим ЦОД.

Первый космический суперкомпьютер, как его окрестили создатели из HPE, появился в 2017 году и успешно проработал на орбите 615 дней. Инженеры учли выявленные особенности работы такой системы на орбите и в прошлом году отправили на МКС Spaceborne-2 (SBC-2), который стал вдвое производительнее предшественника.

HPE Spaceborne-1

Хотя SBC-2 по земным меркам и невелик и состоит всего из двух вычислительных узлов (HPE Edgeline EL4000 и HPE ProLiant DL360 Gen10, совокупно чуть более 2 Тфлопс), это самая мощная компьютерная система, когда-либо работавшая в космосе. К тому же, это единственная космическая вычислительная система, оснащённая ИИ-ускорителем NVIDIA T4.

HPE Spaceborne-2 (Изображения: HPE)

Теперь же HPE сообщает, что эта машина меньше чем за год помогла в проведении 24 важных научных экспериментов. Всё благодаря достаточно высокой производительности. Одним из первых стал стал анализ генов — обработка данных непосредственно на орбите позволила снизить объём передаваемой информации с 1,8 Гбайт до 92 Кбайт. Но это далеко не единственный результат.

Так, ИИ-ускорители были задействованы для визуального анализа микроскопических повреждений скафандров, используемых для выхода в открытый космос. Они же помогли в обработке данных наблюдения за крупными погодными изменениями и природными катаклизмами. Также был проведён анализ поведения металлических частиц при 3D-печати в невесомости, проверена возможность работы 5G-сетей космических условиях, ускорены расчёты требуемых объёмов топлива для кораблей и т.д.

Ряд проблем ещё предстоит решить: в частности, в условиях повышенной космической радиации существенно быстрее выходят из строя SSD, что естественно для технологии, основанной на «ловушках заряда». По всей видимости, для дальнего космоса целесообразнее будет использовать накопители на базе иной энергонезависимой памяти. Впрочем, при освоении Луны или Марса полагаться на земные ЦОД тоже будет трудно, а значит, достаточно мощные вычислительные ресурсы придётся везти с собой.

Необычное решение реализовали на японском острове Хоккайдо. Избыточное тепло дата-центра, использующего для охлаждения талую снежную воду, теперь будут использовать на подшефной ферме, разводящей угрей.

Идея использования лишнего тепла для выращивания продуктов питания не нова. Например, в Норвегии компания Green Mountain использует нагретую оборудованием ЦОД воду для разведения лобстеров и форели. Пока ЦОД White Data Center (WDC) в городе Бибае импортировал мальков угрей и местный персонал будет выращивать их в расположенных на территории ёмкостях. Сопутствующим продуктом станут и грибы — на выращивание тех и других уходит относительно немного времени.

Источник изображения: k10legs/pixabay.com

В ноябре ЦОД организовал саму ферму при поддержке городских властей. В ёмкостях круглый год будет поддерживаться оптимальная температура, в них планируется поселить до 300 000 угрей, которые будут расти в течение семи месяцев, пока не достигнут «коммерческого» веса в 250 г. Такая рыба станет продаваться по всей стране для организации школьного питания. Это будут первые угри, выращенные на Хоккайдо.

Местная серверная инфраструктура охлаждается талой водой из снега, собираемого зимой и используемого круглый год. После того, как оборудование ЦОД охлаждается, нагретая вода поступает в ёмкости рыбной фермы. Ранее оператором ЦОД выступал город Бибай — зимой здесь выпадает много снега.

Охлаждение талой водой вычислительного оборудования впервые предложили ещё в 2008 году, а в 2010 реализовали пилотный проект. С 2014 по 2019 годы Бибай эксплуатировал ЦОД White Data Center, доказывая работоспособность предложенной концепции. Конструкция позволяла экономить до 20 % электроэнергии и с апреля 2021 года ЦОД является коммерческим проектом, выкупленным одним из партнёров — компанией Kyodo News Digital. Ожидается, что проект будет обеспечивать нулевой углеродный выброс.

Источник изображения: Datacenter Dynamics

Пока обслуживается 20 стоек с серверами, в текущем году планируется открытие второго ЦОД на 200 стоек. По словам руководства WDC для следующего ЦОД уже сейчас ведутся эксперименты по выращиванию овощей, рыбы и других морепродуктов с помощью избыточного тепла. Идея использовать для охлаждения талую воду пришлась по душе и другим бизнесам — недалеко аналогичный проект реализовала Kyocera, схожие технологии используются даже на юге Японии, где климат мягче.

Некоторые части Южного Йоркшира (Великобритания) могут получить широкополосный оптоволоконный доступ в интернет благодаря экспериментальной технологии прокладки кабелей в водопроводных трубах. Проект продолжительностью два года позволит оценить жизнеспособность технологии с возможным подключением в дальнейшем большего числа домохозяйств.

Реализация будет проводиться при участии местной водопроводной компании Yorkshire Water совместно с инженерами из Arcadis и при содействии Университета Стратклайда. По данным Министерства культуры, средств массовой информации и спорта потенциально можно будет обеспечить быстрой связью до 8500 домов и предприятий. В ходе санкционированных правительством технологических испытаний будет проложено 17 км кабеля по водопроводным трубам.

Источник изображения: Tama66/pixabay.com

Проект является частью £4-млн плана по обеспечению качественной телефонной и интернет-связью жителей труднодоступных мест — прокладкой сетей должны заняться сами телекоммуникационные операторы. Предполагается, что использование оптоволокна в водопроводных трубах в сочетании со специальными сенсорами также поможет местным коммунальным службам быстрее обнаруживать места утечек и прорывов.

Однако для начала придётся провести оценку всех нюансов внедрения технологии, включая как экономическую целесообразность подобных сервисов, так и правовые аспекты, а также безопасность эксплуатации. Стадия исследований уже начата и будет продолжаться до 31 мая следующего года, после чего начнутся реальные испытания в течение 12 месяцев. Параллельно будет разрабатываться план по более широкому распространению технологии, а в случае успеха тестирования аналогичные решения начнут реализовать и в других частях Великобритании.

В частности, это позволит придать импульс плану Project Gigabit, который предусматривает высокоскоростное подключение к Сети миллионов людей и компаний в сельской местности, пока не имеющих качественной связи. Особенно это касается мест, в которые провайдеры считают нецелесообразным прокладывать сети традиционными способами, буквально «раскапывая дороги».

IBM, как и обещала ранее, анонсировала новое семейство мейнфреймов z16, которые придут на смены представленным осенью 2019 года системам z15. z16 станут доступны в конце мая текущего года, и IBM надеется, что новая серия повторит успех z15, которая активно закупалась банками и другими финансовыми учреждениями.

Основой z16 станут процессоры Telum (8 ядер, 5+ ГГц, 256 Мбайт L2-кеш) с возможностью объединения в одной системе до 32 CPU, которые во многом определяют возможности мейнфреймов. Telum, по словам IBM, в среднем на 40 % производительнее предшественников (в пересчёте на сокет), но ключевым изменением стало появление в составе CPU интегрированного, независимо работающего ИИ-ускорителя.

Фото: IBM

Благодаря наличию такого движка появилась возможность интеллектуального детектирования на лету фрода и прочих подозрительных финансовых операций. Он же позволит ускорить работу некоторых задач в области страхования, кредитования, здравоохранения, трейдинга, ритейла, федеративного обучения и т.д. В отчёте Celent, подготовленном по запросу IBM, отмечается, что 45 из 50 крупнейших банков мира используют мейнфреймы серии z, которые обслуживают 73 % банковских транзакций (по сумме, а не по количеству) и 54 % платежей, в том числе по картам.

По словам разработчиков, новинки могут ежесуточно обрабатывать до 300 млрд инференс-запросов с миллисекундной задержкой. То есть на таких задачах у них до 20 раз лучше время отклика и до 19 раз выше пропускная способность по сравнению с x86-серверами, отмечает глава Moor Insights & Strategy. Достигается это в том числе благодаря тому, что данные не приходится постоянно перемещать между CPU и каким-либо внешним ускорителем, а ИИ-движок в Telum работает независимо.

Фото: IBM

Ещё одним важным нововведением стала поддержка алгоритмов постквантовой криптографии, в данном случае это криптография на решётках. Для этих задач IBM выпустила аппаратный модуль Crypto Express 8S (CEX8S), который предлагает и классические алгоритмы. Компания отмечает важность повышения защиты данных, поскольку даже если их невозможно расшифровать в случае утечки прямо сейчас, это вовсе не значит, что они потеряют ценность через пять-десять лет.

Наконец, IBM пообещала улучшить интеграцию с гибридными облаками. Соответствующие работы уже давно ведутся для z/OS и Red Hat Enterprise Linux, а также платформы OpenShift. Ранее компания представила IBM Z and Cloud Modernization Stack, который включает z/OS Connect, z/OS Cloud Broker, Wazi aaS, Wazi Code, Wazi Analyze и другие инструменты и сервисы для интеграции мейнфреймов в облачную инфраструктуру и разработки новых приложений.

Группа компаний РСК на конференции «Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ) 2022» сообщила о создании суперкомпьютерной платформы «РСК Торнадо», которая позволяет одновременно использовать в одной системе вычислительные узлы на базе зарубежных x86-процессоров и отечественных чипов «Эльбрус».

Возможность использования различных типов микропроцессорных архитектур в одном монтажном шкафу (до 104 серверов в стойке), позволит ускорить темпы импортозамещения в области высокопроизводительных вычислительных систем (HPC), решений для центров обработки данных (ЦОД) и систем хранения данных (СХД). Унифицированная интероперабельная (т.е. обеспечивающая функциональную совместимость разных решений) платформа «РСК Торнадо» предназначена для решения широкого круга задач, в том числе для работы с нагрузками Big Data, HPC и ИИ.

Суперкомпьютер «Говорун» в ОИЯИ (Фото: Группа компаний РСК)

Разработка и создание вычислительных систем на основе «РСК Торнадо» осуществляется на территории России в рамках соглашения с Министерством промышленности и торговли Российской Федерации с целью реализации подпрограммы «Развитие производства вычислительной техники» в составе государственной программы «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности».

Программный стек «РСК БазИС» для вышеупомянутой платформы тоже разработан в России. В настоящее время система «РСК БазИС» используется для оркестрации вычислительных мощностей Межведомственного суперкомпьютерного центра (МСЦ) РАН, Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) и Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), сведённых в единую инфраструктуру для оптимизации вычислительных ресурсов.

«Зелёная» экономика, переход на которую стремится осуществить всё больше стран, требует радикального сокращения вредного воздействия техносферы на окружающую среду. Один из эффективных способов достижения этой задачи связан с включением в полезный оборот побочных продуктов экономической деятельности. В случае дата-центров таким продуктом является тепло.

Великобритания, Дания и другие страны направляют тепло от ЦОД в отопительные системы домов, а Норвегия обогревает им омаровые фермы и планирует обязать дата-центры отдавать «мусорное» тепло на общественные нужды. Французская компания Qarnot решила посмотреть на эту задачу под другим углом, разработав в 2017 г. концепцию электрообогревателя для жилых и офисных помещений на процессорах AMD и Intel.

Изображение: Qarnot (via DataCenterDynamics)

В 2018 г. Qarnot продолжила изыскания и выпустила криптообогреватель QC-1. А недавно она порадовала своих заказчиков следующим поколением отопительных устройств QB, которое создано в сотрудничестве с ITRenew. Новые модули используют OCP-серверы, которые ранее работали в дата-центрах гиперскейлеров. Оснащённые водяным охлаждением, они обогревают помещения пользователей и обеспечивают дополнительные мощности для периферийных облачных вычислений.

Система отводит 96% тепла, производимого кластером серверов, которое попадает в систему циркуляции воды. IT-часть состоит из процессоров AMD EPYC/Ryzen или Intel Xeon E5 в составе OCP-платформ Leopard, Tioga Pass или Capri с показателем PUE, который, по словам разработчиков, стремится к 1,0. При этом вся система практически бесшумная, поскольку вентиляторы отсутствуют.

В компании заявляют, что с февраля уже развёрнуто 12 000 ядер, и планируется довести их число до 100 000 в течении 2022 года. Среди предыдущих заказчиков систем отопления Qarnot числятся жилищные проекты во Франции и Финляндии, а также банк BNP и клиенты, занимающиеся цифровой обработкой изображений.

По словам технического директора Qarnot Клемента Пеллегрини (Clement Pellegrini), QB приносит двойную пользу экологии, используя не только «мусорное» тепло, но и оборудование, которое обычно утилизируется. У ITRenew уже есть очень похожий совместный проект с Blockheating по обогреву теплиц такими же б/у серверами гиперскейлеров.

IBM подала в Окружной суд в Уэйко (штат Техас) на разработчика ПО LzLabs, заявив, что созданная им платформа Software Defined Mainframe (SDM, программно определяемый мейнфрейм) нарушает её патенты. В судебном иске корпорация утверждает, что платформа LzLabs, позволяющая выполнять приложения для мейнфреймов на стандартном оборудовании в облаке, базируется на ПО, основанном на проприетарной технологии IBM.

IBM также обвинила LzLabs в том, что та делает ложные заявления о своих продуктах. Кроме того, в иске сообщается, что люди, стоящие за LzLabs, и раньше нарушали патенты IBM. Среди руководителей LzLabs оказался бывший гендиректор стартапа Neon Enterprise Software, который создал ПО zPrime, предлагающее похожую на SDM функциональность. Более того, компания сама подала в 2009 году иск к IBM, обвиняя последнюю в принуждении заказчиков пользоваться дорогими мейнфреймами. В ответном иске IBM обвинили компания в нарушении патентов, и в 2011 году продукт zPrime прекратил существования.

Изображение: IBM

По счастливой случайности в том же году появилась швейцарская компания LzLabs. В 2016 году она представила платформу, которая позволяла выполнять традиционные рабочие нагрузки мейнфреймов, написанные на Cobol или PL/1, на стандартных x86-серверах под управлением Linux как локально, так и в облаке. Впоследствии компания добавила поддержку контейнеров. У LzLabs есть успешные проекты — так, Swisscom перенесла на облачный вариант SDM «все критически важные бизнес-приложения» без перекомпилирования.

IBM утверждает, что LzLabs, используя транслятор CPU-инструкций, нарушила два патента на решения, воплощенные в этих инструкциях. Ещё два нарушения связаны с повышением эффективности эмуляции и трансляции. Последний, пятый патент, о нарушении которого сообщила IBM, касается автоматический замены вызываемых приложений на их аналоги для x86-платформ. В своём иске IBM добивается судебного запрета на использование LzLabs интеллектуальной собственности и коммерческих секретов IBM.

У IBM есть собственная платформа для разработки, тестирования, демонстрации и изучения приложений мейнфреймов IBM Z Development and Test Environment (ZD&T) на x86-системах, в том числе облачных. А недавно компания представила сервис Wazi aaS для IBM Cloud. В обоих случаях IBM прямо запрещает использовать эти решения для выполнения любых реальных нагрузок, в особенности критически важных.

Разработка специализированных ускорителей для задач и алгоритмов машинного обучения в последние несколько лет чрезвычайно популярна. Ещё в 2020 году британская компания Graphcore объявила о создании нового класса ускорителей, которые она назвала IPU: Intelligence Processing Unit. Их архитектура оказалась очень любопытной.

Основной единицей IPU является не ядро, а «тайл» — область кристалла, содержащая как вычислительную логику, так и некоторое количество быстрой памяти с пропускной способностью в районе 45 Тбайт/с (7,8 Тбайт/с между тайлами). В первой итерации чип Graphcore получил 1216 таких тайлов c 300 Мбайт памяти, а сейчас компания анонсировала следующее поколение своих IPU.

Изображения: Graphcore

Новый чип, получивший название BOW, можно условно отнести к «поколению 2,5». Он использует кристалл второго поколения Colossus Mk2: 892 Мбайт SRAM в 1472 тайлах, способных выполнять одновременно 8832 потока. Этот кристалл по-прежнему производится с использованием 7-нм техпроцесса TSMC, но теперь Graphcore перешла на использование более продвинутой упаковки типа 3D Wafer-on-Wafer (3D WoW).

Новый IPU стал первым в индустрии чипом высокой сложности, использующем новый тип упаковки, причём технология 3D WoW была совместно разработана Graphcore и TSMC с целью оптимизации подсистем питания. Процессоры такой сложности отличаются крайней прожорливостью, а «накормить» их при этом не просто. В итоге обычная упаковка не позволяет добиться от чипа уровня Colossus Mk2 максимальной производительности — слишком велики потери и паразитный нагрев.

Реализована 3D WoW во многом аналогично технологии, применённой AMD в серверных чипах Milan-X. Упрощённо говоря, медные структуры-стержни пронизывают кристалл и позволяют соединить его напрямую с другим кристаллом, причём «склеиваются» они друг с другом благодаря. В случае с BOW роль нижнего кристалла отводится распределителю питания с системой стабилизирующих конденсаторов, который питает верхний кристалл Colossus Mk2. За счёт перехода с плоских структур на объёмные можно как увеличить подводимый ток, так и сделать путь его протекания более короткими.

В итоге компании удалось дополнительно поднять частоту и производительность BOW, не прибегая к переделке основного процессора или переводу его на более тонкий и дорогой техпроцесс. Если у оригинального IPU второго поколения максимальная производительность составляла 250 Тфлопс, то сейчас речь идёт уже о 350 Тфлопс — для системы BOW-2000 с четырьмя чипами заявлено 1,4 Пфлопс совокупной производительности. И это хороший выигрыш, полученный без критических затрат.

С внешним миром IPU общается по-прежнему посредством 10 каналов IPU-Link (320 Гбайт/с). Внутренней памяти в такой системе уже почти 4 Гбайт, причём работает она на скорости 260 Тбайт/с — критически важный параметр для некоторых задач машинного обучения, которые требуют всё большие по объёму наборов данных. Ёмкость набортной памяти далека от предлагаемой NVIDIA и AMD, но выигрыш в скорости даёт детищу Graphcore серьёзное преимущество.

Узлы BOW-2000 совместимы с узлами предыдущей версии. Четыре таких узла (BOW POD16) с управляющим сервером — всё в 5U-шасси — имеют производительность до 5,6 Пфлопс. А полная стойка с 16 узлами BOW-2000 (BOW POD64) даёт уже 22,4 Пфлопс. По словам компании, производительность новой версии возросла на 30–40 %, а прирост энергоэффективности составляет от 10 % до 16 %.

Graphcore говорит о десятикратном превосходстве BOW POD16 над NVIDIA DGX-A100 в полной стоимости владения (TCO). Cтоит BOW POD16 вдвое дешевле DGX-A100. К сожалению, говорить о завоевании рынка машинного обучения Graphcore рано: клиентов у компании уже довольно много, но среди них нет таких гигантов, как Google или Baidu. В долгосрочной перспективе ситуация для Graphcore далеко не безоблачна, но компания уже готовит третье поколение IPU на базе 3-нм техпроцесса.

Вместе с расширением двенадцатого поколения процессоров Core (Alder Lake) компания Intel представила и новую версию бизнес-платформы vPro, обеспечивающую улучшенные возможности в области удалённого управления и информационной безопасности. Сама платформа vPro насчитывает уже более 15 лет, но сегодня некогда достаточно простой набор технологий разросся до полноценного портфолио, покрывающего потребности бизнес-клиентов в любых масштабах.

Изображения: Intel

Обновлённое портфолио включает следующие разновидности Intel vPro:

• Intel vPro Enterprise for Windows — наиболее полная версия, предназначенная для больших предприятий и компаний;
• Intel vPro Essentials — технологии, ранее доступные только крупному бизнесу, теперь могут использоваться и в малом или среднем. Включает технологию Intel Hardware Shield для защиты систем под управлением Windows;
• Intel vPro Enterprise for Chrome — нацелена на тех, кто использует в бизнесе большой парк ноутбуков или иных устройств на базе Chrome OS, обладает всеми преимуществами Windows-версии;
• Intel vPro Evo Design — для мобильных устройств, отвечающих одновременно критериям vPro и Evo Design.

В рамках новой версии vPro, по словам Intel, представлен полный спектр систем и решений, подходящий для любой задачи любой компании любого размера. Помимо всех тех особенностей, что предлагает архитектура Alder Lake (два вида ядер, DDR5 и т.д.), платформа vPro также включает ряд других программных и аппаратных компонентов:

• Intel Wi-Fi 6E (Gig+) и Intel Connectivity Performance Suite обеспечивают беспроблемную работу в беспроводных сетях нового поколения, также облегчая и процесс подключения или перехода из одного сегмента сети в другой;
• Поддержка ECC для рабочих станций базового уровня с vPro;
• Thunderbolt 4 для подключение многофункциональных док-станций без потери производительности, включая мультимониторные конфигурации с разрешением 4К и одновременной зарядкой ноутбука на базе новых чипов Intel.
• Технология Intel Treat Detection (TDT) — единственный в индустрии аппаратный детектор вирусов-шифровальщиков, работающий эффективнее и быстрее обнаруживающий новые угрозы;
• Новая система определения угроз с элементами машинного обучения способна лучше определять возможную атаку при аномальном поведении программного обеспечения, и работает она в реальном времени.
• Архитектурные особенности кремния новых процессоров уже поддерживают следующую волну операционных систем и новые способы виртуализации, одновременно защищая систему от попыток инъекции вредоносного кода.

На момент анонса партнёрами Intel представлено более 150 различных дизайнов вычислительных платформ, во всех форм-факторах. Все они должны быть доступны уже в этом году. Не забыта и сфера IoT, где процессоры Intel двенадцатого поколения в сочетании с vPro обеспечат высокую производительность и удобство удалённого управления. Новинки этого типа отлично впишутся в современную розничную торговлю, образование медицину, производственные и банковские процессы, экосистемы «умных городов» и т.д.

С точки зрения Cisco, одного из крупнейших производителей сетевого оборудования, в новой платформе очень важна поддержка Wi-Fi 6E, не просто обеспечивающая настоящий «гигабит по воздуху», но и позволяющая без проблем подключать больше беспроводных устройств к точкам доступа, большую надёжность, и предсказуемость поведения Wi-Fi в сценариях класса mission critical. Компания считает очень удачным сочетание систем Intel с поддержкой Wi-Fi 6E c новыми точками доступа Cisco Catalyst и Meraki.

Fujitsu подтвердила, что выпуску её мейнфреймов и серверных систем c Unix подходит конец. Согласно новым планам компании, она прекратит производство и продажу мейнфреймов к 2030 году, а выпуск серверных систем UNIX — к концу 2029 года. Сопровождение обоих продуктов продлится в течение ещё пяти лет и закончится в 2035 году и в 2034 году соответственно. Как надеется компания, к тому времени пользователи подобных систем окончательно перейдут в облако.

Источник изображений: Fujitsu

Тем не менее, Fujitsu по-прежнему планирует выпустить в 2024 году новую модель в серии мейнфреймов GS21. Также планируется обновление семейства UNIX-серверов Fujitsu SPARC M12 в конце этого года и в 2026 году. Впрочем, это пока предварительные планы. Компания уже составила график перехода с мейнфреймов и UNIX-серверов в облако в рамках нового бизнес-бренда Fujitsu Uvance. Теперь у пользователей мейнфреймов Fujitsu есть чётко обозначенный срок, к которому они должны перенести свои приложения на другую платформу или воспользоваться возможностью создать их с нуля в рамках более современной инфраструктуры.

Сомнительной альтернативой может быть уход на платформу IBM z. Филип Доусон (Philip Dawson), вице-президент Gartner Research сообщил The Register, что отказ от UNIX пройдёт менее болезненно, так как рабочие нагрузки могут быть относительно легко перенесены на Linux: «По сути, Linux заменил UNIX. Но такой замены нет для мейнфреймов. Когда аппаратное обеспечение исчезнет, что вы будете делать с приложениями?». Фактически Fujitsu в наследство достались две разные серии мейнфреймов от Amdahl Corporation (GS21) и Siemens (BS2000), если не считать старые решения ICL.

Концепция периферийных вычислений сравнительно молода и до недавнего времени зачастую её реализации были вынуждены обходиться стандартными процессорами, разработанными для применения в серверах, или даже в обычных ПК и ноутбуках. Intel, достаточно давно имеющая в своём арсенале серию процессоров Xeon D, обновила модельный ряд этих CPU, которые теперь специально предназначены для использования на периферии.

Изображения: Intel

Анонс выглядит очень своевременно, поскольку по оценкам Intel, к 2025 году более 50% всех данных будет обрабатываться вне традиционных ЦОД. Новые серии процессоров Xeon D-1700 и D-2700 обладают рядом свойств, востребованных именно на периферии — особенно на периферии нового поколения.

Новинки имеют следующие особенности:

• Интегрированный 100GbE-контроллер (до 8 портов) с поддержкой RDMA iWARP и RoCE v2;
• Интегрированный коммутатор и обработчик пакетов у Xeon D-2700;
• До 32 линий PCI Express 4.0;
• Поддержка Intel QAT, SGX и TME;
• Поддержка AVX-512, в том числе VNNI/DL Boost;
• Поддержка технологий TSN/TCC, критичных для систем реального времени.

Последний пункт ранее был реализован в процессорах серий Atom x6000E, Xeon W-1100E и некоторых процессорах Core 11-го поколения. Вкратце это технология, позволяющая координировать вычисления с точностью менее 200 мкс в режиме TCC за счёт точной синхронизации таймингов внутри платформы. И здесь у Xeon D, как у высокоинтегрированной SoC, есть преимущество в реализации подобного класса точности. Помогает этому и наличие специального планировщика для общего кеша L3, позволяющего добиться более консистентного доступа к кешу и памяти.

Это незаменимая возможность для систем, обслуживающих сверхточные промышленные процессы, тем более что Intel предлагает хорошо документированный набор API и средств разработки для извлечения из режима TCC всех возможностей. Важной также выглядит наличие поддержки пакета технологий Intel QuickAssist (QAT) для ускорения задач (де-)шифрования и (де-)компрессии.

Третье поколение QAT, доступное, правда, только в Xeon D-2700, в отличие от второго (и это случай D-1700), связано в новых SoC непосредственно с контроллером Ethernet и встроенным программируемым коммутатором. В частности, поддерживается, и IPSec-шифрование на лету (inline) на полной скорости, и классификация (QoS) трафика. Также реализована поддержка новых алгоритмов, таких, как Chacha20-Poly1305 и SM3/4, имеется собственный движок для публичных ключей, улучшены алгоритмы компрессии.

Но QAT может работать и совместно с CPU (lookaside-разгрузка), а можно и вовсе обойтись без него, воспользовавшись AES-NI. Поддержке безопасности помогает и полноценная поддержка защищённых вычислительных анклавов SGX, существенно ограничивающая векторы атак как со стороны ОС и программного обеспечения, так и со стороны гипервизора виртуальных машин. Это важно, поскольку на периферии уровень угрозы обычно выше, чем в контролируемом окружении в ЦОД, но для использования SGX требуется модификация ПО.

В целом, «ядерная» часть новых Xeon-D — это всё та же архитектура Ice Lake-SP. Так что Intel в очередной раз напомнила про поддержку DL Boost/VNNI для работы с форматами пониженной точности и возможности эффективного выполнения инференс-нагрузок — новинки почти в 2,5 раза превосходят Xeon D-1600. Есть и прочие стандартные для платформы функции вроде PFR или SST. Из важных дополнений можно отметить поддержку Intel Slim BootLoader.

Масштабируемость у новой платформы простирается от 2 до 10 (D-1700) или 20 (D-2700) ядер, а TDP составляет 25–90 и 65–129 Вт соответственно. В зависимости от модели поддерживается работа в расширенном диапазоне температур (до -40 °C). У обоих вариантов упаковка BGA, но с чуть отличными размерами — 45 × 45 мм против 45 × 52,5 мм. На этом различия не заканчиваются. У младших Xeon D-1700 поддержка памяти ограничена тремя каналами DDR4-2933, а вот у D-2700 четыре полноценных канала DDR4-3200.

Однако возможности работы с Optane PMem обе модели лишены, несмотря на то, что контроллер памяти их поддерживать должен. Представитель Intel отметил, что если будет спрос со стороны заказчиков, то возможен выпуск вариантов CPU с поддержкой PMem. Дело в том, что прошлые поколения Xeon-D использовались и для создания СХД, а наличие 100GbE-контроллера с RDMA делает новинки не менее интересными для этого сегмента.

Кроме того, есть и поддержка NTB, да и VROC с VMD вряд ли исчезли. Для подключения периферии у D-2700 доступно 32 линии PCIe 4.0, а у D-1700 — 16. У обоих серий CPU также есть 24 линии HSIO, которые на усмотрение производителя можно использовать для PCIe 3.0, SATA или USB 3.0. Впрочем, пока Intel предлагает использовать всё это разнообразие интерфейсов для подключения ускорителей и различных адаптеров.

Поскольку в качестве одной из основных задач для новых процессоров компания видит их работу в качестве контроллеров программно-определяемых сетей, включая 5G, она разработала для этой цели референсную платформу. В ней предусматривается отдельный модуль COM-HPC с процессором и DIMM-модулями, что позволяет легко модернизировать систему. А базовая плата предусматривает наличие радиотрансиверов, что актуально для сценария vRAN.

Поскольку речь идёт не столько о процессорах, сколько о полноценной платформе, Intel серьезное внимание уделила программной поддержке, причём, в основе лежат решения с открытым программным кодом. Это позволит заказчикам систем на базе новых Xeon D разворачивать новые точки и комплексы периферийных вычислений быстрее и проще. Многие производители серверного аппаратного обеспечения уже готовы представить свои решения на базе Xeon D-1700 и 2700.

Microsoft неожиданно раскрыла подробности использования своей распределённой службы планирования «планетарного масштаба» Singularity, предназначенной для управления ИИ-нагрузками. В докладе компании целью Singularity названа помощь софтверному гиганту в контроле затрат путём обеспечения высокого коэффициента использования оборудования при выполнении задач, связанных с глубоким обучением.

Singularity удаётся добиться этого с помощью нового планировщика, способного обеспечить высокую загрузку ускорителей (в том числе FPGA и ASIC) без роста числа ошибок или снижения производительности. Singularity предлагает прозрачное выделение и эластичное масштабирование выделяемых каждой задаче вычислительных ресурсов. Фактически она играет роль своего рода «умной» прослойки между собственно аппаратным обеспечением и программной платформой для ИИ-нагрузок.

Изображение: Microsoft

Singularity позволяет разделять задачи, поручаемые ресурсам ускорителей. Если необходимо масштабирование, система не просто меняет число задействованных устройств, но и управляет распределением и выделением памяти, что крайне важно для ИИ-нагрузок. Правильное планирование позволяет не простаивать без нужды весьма дорогому «железу», благодаря чему и достигается положительный экономический эффект.

NVIDIA DGX-2

В докладе также прямо говорится, что у Microsoft есть сотни тысяч GPU и других ИИ-ускорителей. В частности, упоминается, что Singularity используется на платформах NVIDIA DGX-2: два Xeon Platinum 8168 (по 20 ядер каждый), восемь ускорителей V100 с NVSwitch, 692 Гбайт RAM и интерконнект InfiniBand. Таким образом, ИИ-парк компании должен включать десятки тысяч узлов, поэтому эффективное управление им очень важно.