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  6/06/2022

HPE y AMD llevan más lejos la supercomputación

Tal y como dijera Lisa Su, CEO de AMD, en la presentación de resultados del primer trimestre, la compañía sigue escalando posiciones en el ranking de la computación de alto rendimiento (HPC) lo que quiere decir que también en este mercado recorta diferencias con Intel. En la mayoría de los casos recientes, lo hace de la mano de Hewlett Packard Enterprise (HPE) una vez que esta ha asimilado los activos de Cray por los que pagó 1.300 millones de dólares en 2019. Cuatro de los diez primeros superordenadores de la 59ª tabla Top500, publicada el 1 de junio, conjugan las tecnologías de ambas compañías. En cuanto a los procesadores de AMD alimentan la mitad de ellos, mientras sólo uno es de Intel.

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La puesta en marcha del superordenador Frontier, ubicado en el Oak Ridge National Laboratory de Tennessee, ha devuelto a Estados Unidos el primer puesto que durante dos años ha ocupado el sistema Fugaku, de Fujitsu, basado en procesadores ARM e instalado en el Centro de Computación Riken (Japón).

Es un hito para la compañía que lidera Su, al convertirse en la primera máquina que opera a exaescala con sus 1,1 exaflops por segundo según el estándar Linpack y un rendimiento pico de 1,60 exaflops. El progreso es abismal, si se considera que el Fugaku opera a 442 petaflops. A esta métrica hay que añadir que la eficiencia energética del Frontier ha dejado atrás a todos sus competidores, liderando el ranking Green500 con un rendimiento de 52,23 gigaflops por vatio.

En las entrañas del Frontier se encuentra la plataforma Cray EX de HPE, con procesadores Epyc de tercera generación y GPU Instinct MI250X de AMD, dotados de sistemas de refrigeración líquida directa. Esta configuración supone un cambio radical con respecto al sistema pre-exascala Summit – ahora número 4 – basado en procesadores Power9 de IBM y GPE V100 de Nvidia. Las previsiones publicadas indican que Frontier puede alcanzar los 2 exaflops de rendimiento.

Esto no significa que en la carrera desaforada por la exaescala se pierde de vista a Intel, aunque su perfil se haya desdibujado esperando la entrada en servicio del sistema Aurora, también integrado por HPE y que ha tenido que reconfigurarse.

Desde que Pat Gelsinger se hizo cargo del mando en Intel ha intentado – entre otras muchas faenas a cual más heroica – la compañía lucha por defender su primacía cuantitativa en el Top500. Pese a los avances de AMD, que gana los 4,2 puntos porcentuales perdidos por Intel, los procesadores Xeon mantienen una cuota del 77,4%. Curiosamente, casi no se emplean aceleradores en los sistemas de este ranking, pues sólo 170 de las 500 máquinas llevan GPU, fundamentalmente de Nvidia.

A propósito de Intel, sus esfuerzos se encaminan a explotar la inteligencia artificial y sacar partido de su adquisición de HabanaLabs. El San Diego Supercomputer Center va a comenzar sus primeras pruebas con el sistema experimental Voyager AI, construido en torno a los procesadores Goya y Gaudi, de esta rama de Intel, con el objetivo de servir como campo de pruebas para IA/ML. Este anuncio se ha hecho tras la presentación de unos nuevos procesadores gráficos que, según Intel, superan a las GPU A100 de Nvidia.

Más allá de las batallas entre fabricantes, está la profunda rivalidad entre países. Con la puesta en marcha de Frontier, la tabla ha vuelto a moverse en favor de Estados Unidos. Si se observan los diez puestos de cabeza, acumula cinco, con el añadido de que Frontier supone un salto cualitativo que inaugura oficialmente la era de la exaescala.

Estadísticamente, los 186 superordenadores que China coloca en el Top500 superan a los 123 de Estados Unidos, aunque la habitual opacidad de Pekin también alcanza a la supercomputación. Años atrás, utilizó procesadores Xeon de Intel en su Tianhe-2A – que el tiempo ha relegado a la novena posición – con un rendimiento máximo de 61.4 petaflops, pero en el más reciente Sunway TaihuLight (sexto en el ranking actualizado) se ha valido de una arquitectura propia que confirma su ansia de no depender de tecnología occidental.

Lo más interesante es lo que trasciende extraoficialmente. China ha dejado de comunicar sus avances al organismo que mantiene vivo el ranking. No obstante, se dice que tendría desplegados al menos dos sistemas que han superado la barrera del exaflop. Por un lado, el Sunway Oceanlite (sucesor del TaihuLaight) en el Centro Nacional de Supercomputación de Wuxi y, por otro, el Tianhe-3 en la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa en la provincia de Hunan, habiendo alcanzado en ambos casos los 1,3 exaflops que, en tal caso, deberían desplazar el rendimiento del Frontier.

Como es lógico, desde la Casa Blanca se observa con suma atención estos movimientos chinos para que Estados Unidos no pierda el paso ante su gran rival estratégico. Quedan en el recuerdo las sanciones que se impusieron en 2019 a cinco empresas chinas – y otras dos posteriormente – acusadas de sustraer propiedad intelectual en materia de supercomputación. Esas medidas coincidieron con la puesta en servicio del que se supone es el primer sistema a exaescala de China, que no se ha hecho público tal vez para evitarse nuevas sanciones.

Los intentos chinos de dar el sorpasso en HPC se habían apoyado hasta ahora en las CPU de AMD, por lo que esta compañía recibió una reprimenda de Washington. Como consecuencia, las dos nuevas máquinas chinas estarían basadas en desarrollos propios, en los que habrían participado empresas locales que el año pasado fueron incluidas en la lista negra ampliada.

Como se ha dicho, de ninguno de estos nuevos sistemas chinos se ha entregado documentación, por lo que no entran en la clasificación internacional. De confirmarse sus presuntas especificaciones, habrían puesto el primer adoquín de la senda que lleva hacia la zettaescala. La rivalidad chino-estadounidense seguirá recrudeciéndose en todos los terrenos, también en supercomputación. Si bien es cierto que Estados Unidos tiene en proceso el despliegue de otros tres sistemas a exaescala, los planes de China contemplan contar con diez instalados y en producción en 2025.

Esta competición de ribetes estratégicos se manifiesta tanto en el hardware como en el software, como se aprecia en que la mitad de los 3.200 millones de dólares que el departamento de Energía estadounidense ha invertido en sus proyectos de exaescala tienen como destino el software capaz de aprovechar las nuevas arquitecturas. Y, por cierto, HPE está muy bien colocada para ganar nuevos contratos en los próximos años.

Más allá de la óptica nacionalista, aventajar a otro país se traduce en capacidades de hacer cálculos y simulaciones de física nuclear, contribuir al desarrollo de nuevos materiales o impulsar avances en ingeniería, entre otras aplicaciones en las que últimamente ha cogido importancia la biomedicina.

Europa desea recuperar terreno con sus propios planes de soberanía tecnológica en HPC, en los que se plantea desplegar su primer sistema exaescala en 2023. Mientras tanto, se ha aupado al tercer puesto del ranking con el superordenador Lumi en Finlandia (152 petaflops). En décima posición aparece el sistema francés Adastra, con 46,1 petaflops. En ambos casos, HPE y AMD comparten la progenitura.

Antonio Neri, CEO de HPE, es un declarado impulsor de esta estrategia de la compañía. Quiere hacerse fuerte en suelo europeo y con esa finalidad va a levantar, en colaboración con la multifacética Foxconn, una fábrica en la República Checa en la que se construirán sistemas HPC, tanto Apollo como Cray EX. Estará ubicada en Kutna Hora, aledaña a una planta actual que produce servidores y equipos de almacenamiento, a 90 kilómetros de Praga. Con la vista puesta en aplicaciones de IA, sería la cuarta planta de HPE en todo el mundo dedicada a esa finalidad.

Por si fuera poco, entre las novedades europeas en supercomputación, el tándem HPE-AMD vuelve a ser protagonista con el sistema Champollion, instalado en Grenoble (Francia), en el que también participa Nvidia. Su misión consistirá en calcular simulaciones y entrenar modelos de IA. Con el oportuno nombre del científico que descifró la piedra Rosetta, se basará en un cluster de 20 HPE Apollo 650 Gen 10 Plus encargados de ejecutar el entorno de aprendizaje automático de la compañía. Para lo que se apoyará en procesadores de AMD y Nvidia que aportarán un rendimiento máximo de 100 petaflops.

Champollion no es una excepción, ya que el Centro de Supercomputación Leibniz (LRZ) de Alemania, planea implementar un nuevo superordenador con el servidor Superdome Flex (HPE) y chips para IA Cerebras CS-2, que será el primero en su tipo en suelo europeo. La máquina contará con una tecnología que actualmente se utiliza en dos laboratorios estadounidenses punteros, Argonne y Lawrence Livermore, así como en las compañías farmacéuticas AstraZeneca y GSK.


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