Det här är AMD:s triljondatorvärsting

Superdatorer med AMD-processorer har varit sällsynta de senaste åren, men nu har USA valt en sådan till att bli en av sina första exaflopsdatorer – datorer som klarar en triljon beräkningar per sekund. Och det ser ut att bli den snabbaste av dem.

I den aktuella topplistan över världens 500 snabbaste datorer finns bara tre som använder AMD-processorer (två Opteron och en Hygon Dhyana). Men när USA nu parallellt bygger sina tre första maskiner som klarar drömgränsen en exaflops – en triljon beräkningar per sekund – en miljard miljarder – 1018 – så ser det ut som om den snabbaste av dem blir en dator med både cpu:er och gpu:er från AMD.

Den ser till och med ut att bli världens allra snabbaste dator, i konkurrens med de exaflopsmaskiner som byggs i Kina, EU och Japan.

Den förra drömgränsen, en petaflops, passerades även den med en AMD-dator kallad Roadrunner. Men sedan dess har AMD halkat efter i utvecklingen – fram till denna plötsliga comeback.

– Välkommen tillbaka, AMD, skriver sajten The Next Platform.

I höstas meddelade AMD och Cray att de tänkte återuppta sitt superdatorbyggande. Det är det teamet som nu fått i uppdrag att bygga Frontier, som exaflopsdatorn ska heta.

Att AMD vann kontraktet för Frontier meddelades igår. Chefen för den blivande ägaren Oak Ridge National Laboratory har avslöjat att hans hand skakade när han skrev under. Han har köpt många superdatorer under sin karriär, men det var första gången han köpte något med en prislapp som låg ens i närheten av de 600 miljoner dollar som Frontier kostar.

Det är mycket pengar. Men jämfört med dagens snabbaste dator Summit, som använder IBM-processorer och Nvidia-GPU:er, kostar den bara 400 dollar per teraflops att jämföra med 1032 dollar per teraflops för Summit.

Den första av de tre USA-teraflopsdatorerna annonserades i mars och heter Aurora A21. Den ska stå på Argonne National Laboratory och byggs av Intel Xeon CPU:er och Intel Xe GPU-acceleratorer. Även den byggs av Cray och använder Crays datanät Slingshot, som är en variant av Ethernet. Här är prislappen 500 miljoner dollar.

En tredje exaflopsdator kallad El Capitan ska byggas på Lawrence Livermore National Laboratory. Vinnaren är inte utsedd, men för att alla ägg inte ska hamna i samma korg är stalltipset att den använder IBM Power10-processorer, Nvidia GPU:er och förbindning från Mellanox.

Den totala budgeten för de tre exaflopsdatorer som USA tänker bygga är 1,8 miljarder dollar.

Åter till Frontier. Den ska tas i bruk 2021. Ett eller ett par år senare ska den leverera 1,5 exaflops i dubbel flyttalsprecision, alltså med mycket god marginal till ribban, som Aurora A21 bara lovat att precis tangera.

Frontier kommer att bestå av drygt 100 kabinett och enligt sajten The Next Platform borde Frontier teoretiskt kunna skalas upp till 200 kabinett, med tanke på hur Crays system ser ut, och alltså kunna leverera nära 3 exaflops en vacker dag,

Frontier kommer att väga cirka 500 ton, uppta 680 kvadratmeter, ha en sammanlagd kabellängd på 144 kilometer och kommer att pumpa runt 22 000 liter vatten per minut för kylning.

Varje kabinett drar 300 kW. Frontier totalt drar 40 MW. Ingen superdator i Top500-listan drar idag mer än 20 MW. Nuvarande ettan Summit drar 10 MW och har en toppfart på 200 petaflops.

Processorerna i Frontier är skräddarsydda för uppgiften och kommer liksom övriga processorer i sin familj Epyc att namnges efter en stad i Italien, okänt vilken. Tidigare annonserade syskon heter Naples, Rome och Milan, men det ska inte vara någon av dem.

Grafikprocessorerna tillhör familjen AMD Radeon Instinct. Det är i gpu:erna som majoriteten av beräkningskraften ligger nuförtiden. Så sent som år 2008 användes inte gpu:er i någon av datorerna i Top500-listan.

Det går fyra gpu:er på varje cpu i Frontier. De talar med varandra över Infinity Fabric över PCI Express.

Både cpu och gpu är förstärkta för att ge bra prestanda för maskininlärning som betraktas som en såpass viktig tillämpning att den ritat om kartan för hur superdatorer ska byggas. En typisk anpassning är att addera operationer för aritmetik i låg precision.