E’ stato da poco stretto un accordo tra l’Università di Stoccarda e Hewlett Packard Enterprise (HPE) per la costruzione di due nuovi supercomputer presso il Centro di calcolo ad alte prestazioni dell’Università di Stoccarda (HLRS).
Nella prima fase, un supercomputer di transizione, chiamato Hunter, inizierà il funzionamento nel 2025. Questo sarà seguito nel 2027 con l’installazione di Herder, un sistema exascale che fornirà una significativa espansione delle capacità di calcolo ad alte prestazioni (HPC) della Germania. Hunter e Herder offriranno ai ricercatori infrastrutture di livello mondiale per la simulazione, l’intelligenza artificiale (AI) e l’analisi dei dati ad alte prestazioni (HPDA) per alimentare la ricerca accademica e industriale all’avanguardia nell’ingegneria computazionale e nelle scienze applicate.
I finanziamenti saranno erogati attraverso il Gauss Centre for Supercomputing (GCS), l’alleanza dei tre centri nazionali di supercalcolo della Germania. Il costo totale combinato per Hunter e Herder è di 115 milioni di euro. La metà del finanziamento sarà fornita dal Ministero federale tedesco dell’Istruzione e della Ricerca (BMBF) e la seconda metà dal Ministero della Scienza, della Ricerca e delle Arti dello Stato del Baden-Werttemberg.
Hunter to Herder: una salita a due passi verso l’exascale
Hunter sostituirà l’attuale supercomputer di punta di HLRS, Hawk. È concepito come un trampolino di lancio per consentire alla comunità di utenti di HLRS di passare alla struttura massicciamente parallela accelerata da GPU di Herder.
Hunter sarà basato sul supercomputer HPE Cray EX4000, progettato per offrire prestazioni exascale per supportare carichi di lavoro su larga scala su tutta la modellazione, la simulazione, l’intelligenza artificiale e l’HPDA. Ciascuno dei 136 nodi HPE Cray EX4000 sarà dotato di quattro interconnessioni HPE Slingshot ad alte prestazioni. Hunter sfrutterà anche la prossima generazione di Cray ClusterStor, un sistema di storage progettato per soddisfare le esigenti esigenze di input / output dei supercomputer, e l’ambiente di programmazione HPE Cray, che offre ai programmatori una serie completa di strumenti per lo sviluppo, il porting, il debug e l’applicazione di applicazioni.
Hunter aumenterà le massime prestazioni di HLRS a 39 petaFLOPS, un aumento rispetto ai 26 petaFLOPS possibili con il suo attuale supercomputer, Hawk. Ancora più importante, si allontanerà dall’enfasi di Hawk sui processori CPU per utilizzare maggiormente le GPU ad alta efficienza energetica.
Hunter sarà basato sull’unità di elaborazione accelerata AMD InstinctTM MI300A (APU), che combina processori CPU e GPU e memoria ad alta larghezza di banda in un unico pacchetto. Riducendo la distanza fisica tra i diversi tipi di processori e la creazione di memoria unificata, l’APU consente velocità di trasferimento dati elevate, prestazioni HPC impressionanti, facile programmabilità e grande efficienza energetica. Ciò taglierà l’energia necessaria per operare Hunter rispetto a Hawk di circa l’80% alle prestazioni di picco.
Herder sarà progettato come un sistema exascale in grado di velocità dell’ordine di un quintilione (10 18) FLOPS, un importante salto di potenza che aprirà nuove interessanti opportunità per le applicazioni chiave eseguite su HLRS. La configurazione finale, basata sui chip di accelerazione, sarà determinata entro la fine del 2025.
La combinazione di CPU e acceleratori in Hunter e Herder richiederà che gli attuali utenti del supercomputer di HLRS adattino il codice esistente per funzionare in modo efficiente. Per questo motivo, HPE collaborerà con HLRS per supportare la propria comunità di utenti nell’adattare il software per sfruttare appieno le prestazioni dei nuovi sistemi.
Sostenere l’eccellenza scientifica a Stoccarda, in Germania e oltre
L’obiettivo dei supercomputer Hunter e Herder di HLRS sarà sulle applicazioni di ingegneria computazionale e industriale. Insieme, questi sistemi saranno progettati per garantire che GCS fornisca risorse ottimizzate della classe più alta per l’intero spettro di ricerche computazionali all’avanguardia in Germania.
Il salto di HLRS su exascale fa parte della strategia nazionale del Gauss Center for Supercomputing per il continuo sviluppo dei tre centri GCS: il prossimo supercomputer JUPITER presso il Centro di Supercalcolo di Jalich sarà progettato per le massime prestazioni e sarà il primo sistema exascale in Europa nel 2025, mentre il Centro di Supercomputing Leibniz sta progettando un sistema per un utilizzo su larga scala nel 2026.
Per i ricercatori di Stoccarda, Hunter e Herder apriranno molte nuove opportunità per la ricerca in una vasta gamma di applicazioni in ingegneria e scienze applicate.
- Ad esempio, consentiranno la progettazione di veicoli più efficienti in termini di consumo di carburante, turbine eoliche più produttive e nuovi materiali per l’elettronica e altre applicazioni.
- Le nuove capacità di intelligenza artificiale apriranno nuove opportunità per la produzione e offriranno approcci innovativi per rendere le simulazioni su larga scala più veloci e più efficienti dal punto di vista energetico.
- I sistemi sosterranno anche la ricerca per affrontare le sfide globali come il cambiamento climatico e potrebbero offrire risorse di analisi dei dati che aiutano la pubblica amministrazione a prepararsi e gestire le situazioni di crisi.
- Inoltre, Hunter e Herder saranno risorse informatiche all’avanguardia per la comunità ingegneristica high-tech del Baden-Worttemberg, comprese le piccole e medie imprese che costituiscono la spina dorsale dell’economia regionale.
La parola agli specialisti
Mario Brandenburg (segretario di Stato del Parlamento, Ministero federale dell’istruzione e della ricerca, BMBF)
“Fattati dal BMBF e dallo Stato del Baden-Worttemberg, l’espansione dell’infrastruttura informatica del Gauss Centre for Supercomputing nella sua sede di Stoccarda è un passo importante sulla strada verso una maggiore potenza di calcolo per il panorama della ricerca e dell’innovazione in Germania. Il concetto unico alla base dell’architettura informatica di HLRS garantirà che non solo la scienza, ma anche l’industria, le PMI e le start-up avranno condizioni di prima classe per sviluppare nuove innovazioni. Questa espansione significa anche una maggiore capacità di calcolo per lo sviluppo dell’IA e un rafforzamento dell’infrastruttura di intelligenza artificiale della Germania, in conformità con il piano d’azione AI del ministero della ricerca federale”.
Petra Olschowski (Baden-Worttemberg Ministro della scienza, della ricerca e delle arti)
“Computazione ad alte prestazioni significa rapido sviluppo. Man mano che le massime prestazioni dei supercomputer crescono, sono cruciali per la scienza all’avanguardia, quanto per i prodotti e i processi innovativi nei settori industriali chiave. Il Baden-Worttemberg è leader europeo e competitivo a livello internazionale nei settori del supercalcolo e dell’intelligenza artificiale. Come parte dell’Università di Stoccarda, HLRS ha quindi un ruolo chiave da svolgere: non sono solo le prestazioni impressionanti del supercomputer, ma anche le conoscenze metodologiche che il centro ha assemblato che aiuta la nostra ricerca computazionale all’avanguardia per ottenere risultati mozzafiato, ad esempio nella protezione del clima o per una mobilità più sostenibile dal punto di vista ambientale”.
Il prof. – Il dottor. Wolfram Ressel (Rettore, Università di Stoccarda)
“Con Hunter e Herder, l’Università di Stoccarda continua il suo impegno nel calcolo ad alte prestazioni come base della sua strategia di eccellenza di successo. Questa espansione rafforzerà in particolare la posizione di leader di Stoccarda nella ricerca utilizzando la simulazione al computer e l’intelligenza artificiale”.