Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) w Kalifornii ogłosiło uruchomienie El Capitan – najpotężniejszego superkomputera na świecie. Uroczystość inauguracji miała miejsce 9 stycznia, choć system uzyskał dostęp do Sieci i pełną operacyjność już w listopadzie 2024 roku. System ten, będący trzecim w historii komputerem exascale, osiągnął wynik 1,742 eksaflopsa w benchmarku High-Performance Linpack (HPL), co potwierdziło jego pierwsze miejsce w rankingu TOP500. Konstrukcja i uruchomienie El Capitana oznaczają wielki krok w rozwoju technologii obliczeniowych, wprowadzając nas w nową erę superkomputerów o niespotykanej dotąd mocy.

 

Kluczowa rola w badaniach nad bezpieczeństwem narodowym

El Capitan, zbudowany za 600 milionów dolarów, ma za zadanie wspierać przede wszystkim amerykańskie programy związane z bezpieczeństwem narodowym. Jego możliwości pozwalają na prowadzenie symulacji związanych z bezpieczeństwem nuklearnym, w tym badań nad fuzją jądrową w warunkach bezwładnościowych. System ten obsługuje trzy kluczowe laboratoria Narodowej Administracji Bezpieczeństwa Nuklearnego (NNSA): LLNL, Los Alamos i Sandia.

 

W ramach swoich funkcji El Capitan zajmuje się symulacjami wysokiej rozdzielczości, które pozwalają na analizę złożonych zjawisk fizycznych i chemicznych. Zastosowania obejmują badania nad projektowaniem materiałów, modelowaniem w fizyce wysokich energii oraz opracowywaniem nowych danych jądrowych. Integracja sztucznej inteligencji z tradycyjnymi metodami symulacyjnymi otwiera nowe możliwości badawcze, dając naukowcom narzędzie do przewidywania scenariuszy, optymalizacji technologii oraz minimalizowania potencjalnych zagrożeń.

 

Dzięki swojej wydajności El Capitan umożliwia prowadzenie badań, które dawniej wymagałyby lat przetwarzania danych na starszych systemach. Przykładem mogą być zaawansowane analizy strukturalne materiałów wykorzystywanych w reaktorach jądrowych, co pozwala na ich optymalizację pod kątem trwałości i bezpieczeństwa.

 

Niespotykana moc obliczeniowa

Superkomputer ten dysponuje 11 039 616 rdzeniami pochodzącymi z procesorów AMD EPYC 4. generacji oraz akceleratorów AMD Instinct MI300A. Każdy z rdzeni procesora posiada 24 jednostki taktowane zegarem 1,8 GHz, a całość opiera się na technologii połączonej pamięci – 128 GB wysokoprzepustowej pamięci HBM dla każdego modułu. Taka konfiguracja pozwala na synchronizację procesów i efektywne zarządzanie danymi przy zachowaniu niskiego zużycia energii.

 

El Capitan korzysta z sieci Cray Slingshot 11 do komunikacji, osiągając efektywność energetyczną na poziomie 58,89 gigaflopsów na wat. To innowacyjne podejście sprawia, że El Capitan, mimo swojej ogromnej mocy obliczeniowej, jest systemem relatywnie oszczędnym w porównaniu z innymi superkomputerami. Zastosowanie wysokowydajnych podzespołów oraz optymalnej sieci przesyłowej pozwoliło na zbudowanie maszyny wyznaczającej nowe standardy w superkomputingu.

 

System ten nie tylko wspiera badania nad bezpieczeństwem narodowym, ale także przyczynia się do rozwoju zaawansowanych technologii, takich jak modelowanie zmian klimatycznych, symulacje kosmiczne czy rozwój nowych metod leczenia chorób. Jego uniwersalność i wydajność czyną go nieocenionym narzędziem w wielu dziedzinach nauki.

 

Kontekst światowy i miejsce w rankingu

Uruchomienie El Capitana wpłynęło na zmianę pozycji innych superkomputerów w rankingu TOP500. Frontier, działający w Oak Ridge National Laboratory, spadł na drugie miejsce, osiągając 1,353 eksaflopsa. Aurora, zainstalowana w Argonne Leadership Computing Facility, zajęła trzecie miejsce z wynikiem 1,012 eksaflopsa.

 

Warto podkreślić, że Frontier i El Capitan to systemy napędzane rozwiązaniami AMD, o czym wspominałem przy okazji przybliżania sylwetki Lisy Su – obecnej SEO AMD. AMD może więc się poszczycić generowaniem 61% mocy obliczeniowej superkomputerów z pierwszej dziesiątki TOP500. Technologia AMD EPYC i Instinct zyskała uznanie na świecie za swoje osiągi oraz energooszczędność, co czyni ją wyborem wielu nowoczesnych centrów danych.

 

Europejskie akcenty w rankingu

Jedynym europejskim systemem w ścisłej czołówce jest HPC6 zainstalowany we włoskim centrum Eni S.p.A. w Ferrera Erbognone. Ten superkomputer, wykorzystujący architekturę zbliżoną do Frontiera, osiągnął wynik 477,90 petaflopsa, zajmując piąte miejsce w TOP500. HPC6, podobnie jak El Capitan, korzysta z procesorów AMD EPYC oraz akceleratorów AMD Instinct, co dowodzi wszechstronności tej technologii.

 

Z perspektywy globalnej rozwój takich systemów jak HPC6 w Europie wskazuje na rosnącą konkurencję w sektorze superkomputerów. Choć Stany Zjednoczone dominują na liście TOP500, projekty europejskie zwiększają swoją obecność i umacniają pozycję na arenie międzynarodowej.

 

Przyszłość superkomputerów

Uruchomienie El Capitana zwiastuje kolejny krok w rozwoju technologii obliczeniowych na świecie. Osiągi tego systemu podkreślają, że przyszłość superkomputerów leży w łączeniu niezwykle wydajnych procesorów z akceleratorami oraz w projektach, które kładą nacisk na efektywność energetyczną. Nowe możliwości obliczeniowe otwierają drzwi dla jeszcze bardziej zaawansowanych badań naukowych, zarówno w dziedzinie nauk przyrodniczych, jak i technologii.

Superkomputery takie jak El Capitan mogą odegrać kluczową rolę w opracowywaniu nowych technologii energetycznych, rozwijaniu sztucznej inteligencji oraz wspieraniu globalnych inicjatyw badawczych. Przykładowo, ich moc obliczeniowa może zostać wykorzystana do modelowania skutków globalnego ocieplenia oraz projektowania zrównoważonych technologii energetycznych.

Dzięki El Capitanowi Stany Zjednoczone potwierdzają swoją dominację w dziedzinie superkomputingu. Inwestycje w tego typu systemy wskazują, że wyścig technologiczny trwa, a przyszłe aktualizacje i rozbudowy mogą jeszcze bardziej umocnić ich pozycję lidera. To jednak tylko początek nowej ery w historii obliczeń na skalę eksa.

źródło: top500.org, livescience.com