新型光譜超級(jí)計(jì)算機(jī)測(cè)試自適應(yīng)芯片以進(jìn)行核安全模擬

桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室推出新型原型機(jī)光譜，采用自適應(yīng)Maverick-2芯片以更低功耗加速國(guó)家安全模擬。

一種新型超級(jí)計(jì)算機(jī)已入駐桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，它可能改寫高風(fēng)險(xiǎn)國(guó)家安全模擬的規(guī)則。

桑迪亞實(shí)驗(yàn)室與科技公司NextSilicon聯(lián)合推出的光譜原型機(jī)，標(biāo)志著美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室迎來(lái)了最具革新性的計(jì)算架構(gòu)之一。

雖非史上最大規(guī)模系統(tǒng)，但其旨在證明更具深遠(yuǎn)意義的可能性：在處理核威懾模擬任務(wù)時(shí)，優(yōu)先能效的自適應(yīng)芯片可超越傳統(tǒng)CPU與GPU驅(qū)動(dòng)的計(jì)算機(jī)。

光譜搭載128個(gè)Maverick-2雙晶粒加速器，這些實(shí)驗(yàn)性芯片能實(shí)時(shí)分析代碼并優(yōu)先處理任務(wù)。有別于傳統(tǒng)平均處理數(shù)據(jù)的模式，光譜通過(guò)動(dòng)態(tài)重組工作負(fù)載，以更低功耗釋放更強(qiáng)性能。

桑迪亞高級(jí)科學(xué)家兼項(xiàng)目負(fù)責(zé)人詹姆斯·拉羅斯表示："我們部署了具有開(kāi)創(chuàng)意義的計(jì)算能力。"
他將該系統(tǒng)的成功研發(fā)歸功于"國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與產(chǎn)業(yè)界的深度合作"。

自適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型

桑迪亞與勞倫斯利弗莫爾、洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員將共同測(cè)試光譜能否處理諸如先進(jìn)流體動(dòng)力學(xué)等高要求的國(guó)家安全工作負(fù)載。

這些模擬有助于確保美國(guó)核威懾力量在無(wú)需地下試驗(yàn)的情況下保持安全可靠。

光譜是桑迪亞"先鋒計(jì)劃"推出的第二套系統(tǒng)，該計(jì)劃旨在評(píng)估未來(lái)可大規(guī)模部署的實(shí)驗(yàn)性技術(shù)。

首套先鋒系統(tǒng)阿斯特拉于2018年成為全球最快的Arm架構(gòu)超級(jí)計(jì)算機(jī)，推動(dòng)了Arm處理器在重型科學(xué)計(jì)算中的普及。

美國(guó)國(guó)家核安全局高級(jí)模擬計(jì)算與機(jī)構(gòu)研發(fā)項(xiàng)目辦公室主任西蒙·哈蒙德指出："通過(guò)部署原型系統(tǒng)，我們探索新技術(shù)能否在未來(lái)幾年整合到大型生產(chǎn)平臺(tái)中。"

阿斯特拉驗(yàn)證了Arm架構(gòu)的可行性，促使洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室于2024年部署了部分采用Arm架構(gòu)的維納多系統(tǒng)。

如今桑迪亞希望光譜能成為下一個(gè)架構(gòu)飛躍的里程碑：實(shí)現(xiàn)智能驅(qū)動(dòng)的自適應(yīng)計(jì)算。

無(wú)需重寫代碼的性能提升

NextSilicon首席執(zhí)行官埃拉德·拉茲表示，Maverick-2加速器以為效能至上而設(shè)計(jì)："我們?cè)诠臏p半的條件下實(shí)現(xiàn)高達(dá)10倍的性能提升，且無(wú)需用戶重寫應(yīng)用程序。"

若這一承諾得到驗(yàn)證，將極大縮短科學(xué)代碼適配新硬件的時(shí)間與成本——這是超級(jí)計(jì)算機(jī)演進(jìn)過(guò)程中的長(zhǎng)期難題。

初步測(cè)試結(jié)果令人鼓舞。拉羅斯證實(shí)，光譜在啟用首日已成功運(yùn)行HPCG基準(zhǔn)測(cè)試、分子動(dòng)力學(xué)代碼LAMMPS以及桑迪亞廣泛使用的蒙特卡洛模擬工具SPARTA。

該系統(tǒng)由Penguin Solutions集成，其設(shè)計(jì)的服務(wù)器可容納多達(dá)四個(gè)高性能加速器模塊。目前桑迪亞每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用兩個(gè)模塊，為后續(xù)擴(kuò)展留出空間。

Penguin首席技術(shù)官菲爾·波科爾尼表示："我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有強(qiáng)勁性能，使桑迪亞能夠持續(xù)充分探索芯片的功耗與性能極限。"

定制的Chilldyne負(fù)壓液冷系統(tǒng)與Penguin的Tundra基礎(chǔ)設(shè)施共同支撐該集群的功耗管理與未來(lái)擴(kuò)展。

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