Foi em 2018 que o Departamento de Energia dos EUA anunciou planos para adquirir um trio de supercomputadores exascale a um custo total de até US$ 1,8 bilhão. Nos quatro anos seguintes, muitos anúncios foram feitos, muitos prazos foram perdidos e uma pandemia jogou o mundo em desordem.
Agora, finalmente, o Departamento de Energia e o Oak Ridge National Laboratory (ORNL) anunciaram que o primeiro desses três sistemas está operacional: o supercomputador Frontier desenvolvido pela HPE e alimentado pela AMD, um sistema gigante que oferece 1.102 exaflops Linpack de poder de computação.
O supercomputador Frontier com tecnologia AMD é agora o primeiro supercomputador exascale oficialmente reconhecido no mundo, chegando a 1.102 ExaFlop/s durante uma execução sustentada do Linpack. Isso coloca-o no primeiro lugar na recém-lançada lista Top500 dos supercomputadores mais rápidos do mundo, já que o número de sistemas com tecnologia AMD na lista aumentou significativamente este ano.
A Frontier não apenas supera o líder anterior, o japonês Fugaku, mas também supera os sete supercomputadores seguintes da lista, combinados. Notavelmente, enquanto Frontier atingiu 1,1 ExaFlops durante um benchmark Linpack FP64, o sistema oferece até 1,69 ExaFlops em desempenho máximo, mas tem espaço para atingir 2 ExaFlops após mais ajustes. Para referência, um ExaFlop equivale a um quintilhões de operações por segundo. Incrível!
A Frontier agora também é classificada como o sistema de inteligência artificial mais rápido do planeta, distribuindo 6,88 ExaFlops de desempenho de precisão mista no benchmark HPL-AI. Isso equivale a 68 milhões de instruções por segundo para cada um dos 86 bilhões de neurônios no cérebro, destacando a pura potência computacional.
Além disso, o sistema Frontier Test and Development (Crusher) também ficou em primeiro lugar no Green500, denotando que a arquitetura da Frontier agora também é a arquitetura de supercomputação mais eficiente em termos de energia do mundo. O sistema completo forneceu 52,23 GFlops por watt enquanto consumia 21,1 MW (megawatts) de energia durante o teste de desempenho. No pico de utilização, a Frontier consome 29 MW.
A enorme escala do supercomputador Frontier é de tirar o fôlego, mas é apenas uma das muitas realizações da AMD na lista Top500 deste ano – os sistemas com tecnologia AMD EPYC agora suportam cinco dos dez melhores supercomputadores do mundo e dez dos vinte melhores. De fato, o EPYC da AMD está agora em 94 dos supercomputadores Top500 do mundo, marcando um aumento constante em relação aos 73 sistemas listados em novembro de 2021 e aos 49 listados em junho de 2021. A AMD também aparece em mais da metade dos novos sistemas na lista deste ano. O destaque ainda vai para a Intel, que é a mais utilizada na lista Top500 dos supercomputadores.
O supercomputador Frontier está instalado no Laboratório Nacional Oak Ridge (ORNL) do Departamento de Energia (DOE) no Tennessee. O sistema possui 9.408 nós de computação, cada um com uma CPU AMD “Trento” de 64 núcleos emparelhada com 512 GB de memória DDR4 e quatro GPUs AMD Radeon Instinct MI250X. Esses nós estão espalhados entre 74 gabinetes HPE Cray EX. Ao todo, o sistema possui 602.112 núcleos de CPU conectados a 4,6 petabytes de memória DDR4.
Além disso, as 37.888 GPUs AMD MI250X possuem 8.138.240 núcleos e 4,6 petabytes de memória HBM (128 GB por GPU). As CPUs e GPUs são unidas usando a malha de rede HPE Cray Slingshot-11 baseada em Ethernet. Todo o sistema usa resfriamento a água, com mais de 22 mil litros de água no sistema por bombas de 350 cavalos de potência – essas bombas podem encher uma piscina olímpica em 30 minutos. A água no sistema corre a uma temperatura agradável de 85 graus, o que ajuda na eficiência energética, pois o sistema não usa resfriadores para reduzir a temperatura da água.
Todo o sistema está conectado a um subsistema de armazenamento com 700 petabytes de capacidade, 75 TB/s de taxa de transferência e 15 bilhões de IOPS de desempenho. Uma camada de metadados está espalhada por 480 SSDs NVMe que fornecem 10 PB da capacidade geral, enquanto 5.400 SSDs NVMe fornecem 11,5 PB de capacidade para a camada primária de armazenamento de alta velocidade. Enquanto isso, 47.700 discos rígidos PMR fornecem 679 PB de capacidade.
Embora a Frontier seja o primeiro supercomputador Exascale oficialmente reconhecido no mundo, acredita-se que a China tenha dois supercomputadores Exacscale, o Tianhe-3 e o OceanLight, que romperam a barreira há um ano. Infelizmente, esses sistemas não foram submetidos ao ranking Top500 devido a tensões políticas entre os EUA e a China.
Por enquanto, Frontier é oficialmente o supercomputador mais rápido do mundo e o primeiro a quebrar oficialmente a barreira da exascale. Espera-se que o quase mítico e frequentemente atrasado Aurora, alimentado pela Intel, esteja online ainda este ano, ou no início do próximo ano, com até 2 ExaFlops de desempenho, rivalizando com a Frontier pelo primeiro lugar no ranking de supercomputação.
Possivelmente, durante 2023 iremos ver outro supercomputador a liderar este ranking, com o El Capitam, uma máquina ExaFlop 2+.
