Japan en Fujitsu bouwen exascale supercomputer met ARM-chips

Fujitsu en RIKEN, Japans grootste onderzoeksbureau, hebben het ontwerp klaar voor een Post-K exascale platform. De hardware kan nu worden gebouwd en geïnstalleerd. Het is de eerste exascale supercomputer die een beschikbaarheidsdatum heeft: 2021 of 2022.

De samenwerking is cruciaal voor Fujitsu om te starten met de productie van hun Post-K ARM-chips. De A64X-processor wordt allereerst voor het exascaleproject gebouwd, maar wordt later ook commercieel beschikbaar gesteld. Het Japanse ministerie van educatie, cultuur, sport, wetenschap en technologie wil de supercomputer actief hebben in 2021 of 2022.

Naast de ARM-chip is het exascaleproject ook het debuut van de Post-K racks waar Fujitsu aan werkt. De productie en assemblage van de servercomponenten is al ver gevorderd volgens The Next Platform. Dat betekent dat de chipfabrikant waar Fujitsu de Post-K A64X-processor bestelt op volle toeren moet draaien om volgend jaar enkele honderdduizenden chips te bakken.

370.000 chips

Elke ARM-chip bevat 2,7 teraflops aan rekenkracht. Wanneer we over exascale spreken, één exaflops, heb je ongeveer 370.000 chips nodig. Tel daar nog 10 tot 20 procent bij om tot één Linpack exaflops te komen. Het Post-K-systeem wordt gebouwd met een enkele A64FX per node, wat betekent dat er evenveel nodes als processors nodig zijn.

Dat betekent een extreem hoge belasting op de Tofu D interconnect die voor het eerst zal debuteren in het exascalesysteem. Één rack aan 2,7 teraflops A64FX-nodes is goed voor één petaflops aan rekenkracht. Tegelijk zal het voor de A64FX de allereerste test zijn tegen de nieuwe Intel Cascade Lake-AP en AMD Epyc Rome chips. Wat beide niet hebben en de Post-K-server wel, is 32 GB on-package HBM2-geheugen. Hiermee geniet de Fujitsu-processor van 1 TB/sec aan geheugenbandbreedte. Die hoeveelheid vinden we vandaag enkel in gpu’s.

Centrale processor

Het meest bijzondere aan het complete systeem is dat de Post-K supercomputer enkel een centrale processor heeft. Er is geen boost van een co-processor waar het op kan bouwen. Het doet denken aan de vector supercomputers van vroeger. Alle andere Exascale-projecten vandaag maken gebruik van een co-processor. Zo gebruikt de VS Intel Xe gpu’s in het Aurora-systeem van DOE en het Chinese Tianhe-3-systeem huiseigen Matrix-3000 DSP’s.

Het Europese exascaleproject zoekt naar RISC-V als basis voor hun HPC-accelerator de komende jaren. Vergeleken met al deze projecten werken Japan en Fujitsu aan een unieke aanpak. Wanneer het project een succes is, kunnen HPC-projecten met ARM-chips een boost krijgen. Andere HPC-fabrikanten, waaronder Cray of Bull, kunnen de chips van Fujitsu aankopen en in hun eigen systemen integreren. Afwachten of het zo’n vaart loopt, maar de ARM-HPC-markt belooft heel boeiend te worden de komende twee jaar.

Gerelateerd: Van eigen chips tot exascale-supercomputer: Europa gaat concurrentie aan met Intel en Nvidia