Jülich superdator JUWELS kommer att få en storebror, en så kallad boostermodul, som Forschungszentrum Jülich, Atos, och ParTec har kommit överens. Modulen, utrustad med flera tusen grafikprocessorer, är designad för extrem datorkraft och artificiell intelligens. Det är designat som ett fransk-tyskt projekt tillsammans med NVIDIA och Mellanox med hjälp av co-designprocessen. Med lanseringen av boostern 2020, beräkningskraften för JUWELS kommer att ökas från för närvarande 12 till över 70 petaflops. Detta motsvarar 70 biljoner beräkningsoperationer per sekund eller kraften på mer än 300, 000 moderna datorer – ingen dator i Europa beräknar för närvarande snabbare.

"Jülich Wizard for European Leadership Science, "JUWELS för kort, följer den nya principen för den modulära superdatorarkitekturen som utvecklats i Jülich. Detta tillåter olika moduler, som är skräddarsydda för olika krav, att sammanföras med hjälp av enhetlig systemprogramvara och sammankopplas för att bilda en enda, ultraflexibel superdator.

Den första modulen, den så kallade klustermodulen, imponerar med sin mångsidighet och användarvänlighet. Den togs i drift 2018 och designades redan från början för expansion med ytterligare moduler. Den överlägset största av dessa moduler är den kommande boostermodulen utrustad med grafikprocessorer, som kan användas för att bearbeta stora datamängder och särskilt beräkningskrävande programdelar parallellt med maximal effektivitet — till exempel för storskaliga simuleringar eller maskininlärning.

När den första modulen av JUWELS installerades, inte alla komponenter som behövs för att bygga boostern fanns tillgängliga på marknaden. Nu är alla delar som krävs för en välbalanserad högpresterande datormodul tillgängliga för att den här nya utbyggnaden ska kunna byggas.

Nytt superdatorkoncept från Jülich

"Den modulära superdatorarkitekturen gör det möjligt att integrera de bästa tillgängliga teknologierna flexibelt och utan kompromisser, " förklarar prof. Thomas Lippert, Direktör för Jülich Supercomputing Center (JSC). "Modularitet är vårt svar på de allt mer komplexa och heterogena krav som applikationskoder ställer på superdatorer. Det tillåter oss att realisera exascale kostnadseffektivt och kommer till och med att göra det möjligt att integrera exotiska framtida teknologier som kvantdatorer."

Konstruktionen av en exascale-dator fullföljs över hela världen som nästa stora steg inom området High Performance Computing (HPC). Med en biljon (10^18) beräkningsoperationer per sekund, en sådan dator är minst en storleksordning mer kraftfull än dagens snabbaste superdatorer.

Idén med modulär superdator kom fram av Lippert och omsattes i praktiken under ledning av Dr. Estela Suarez, JSC, tillsammans med ParTec i de EU-finansierade forskningsprojekten DEEP och DEEP-ER med hjälp av många europeiska partners från forskning och industri. "JUWELS-boostern är banbrytande för utvecklingen av ett europeiskt exascale-system, eftersom det tillåter Europas ledande roll inom systemarkitektur att komma in i bilden, säger Bernhard Frohwitter, VD för ParTec.

Hårdvarupartners från Europa, Israel och USA

JUWELS booster är baserad på BullSequana XH2000 superdatorserien från Atos. "Utrustad med våra senaste mest kraftfulla accelererade blad ger BullSequana-plattformen Jülich den mest effektiva beräkningsinfrastrukturen när vi avancerar mot exascale. Den stödjer också Jülichs engagemang för hållbar utveckling med vår patenterade Direct Liquid Cooling varmvattenlösning, sa Agnès Boudot, Senior Vice President, Chef för HPC &Quantum på Atos.

En unik egenskap hos det modulära JUWELS-systemet är att det är lika lämpligt för de mest krävande uppgifterna inom området simuleringar och maskininlärning, dvs artificiell intelligens, och kan enkelt kombinera båda områdena. "JSC använder våra nästa generations GPU:er för datacenter i JUWELS boostermodul för att möta dessa krav med högsta energieffektivitet, sa Marc Hamilton, VP, Lösningsarkitektur och teknik, NVIDIA.

Den extremt höga nätverksprestanda som krävs för den modulära datorn kommer från Mellanox. "Vår 200 Gb/s HDR InfiniBand-teknik erbjuder världsledande datagenomströmning och extremt låg latens, levererar nätverksprestanda som matchar processorkraften hos JUWELS Boosters datornoder. Dessutom, de flexibla adaptiva routing- och kontrollfunktionerna gör det möjligt för JUWELS att fungera som en enhetlig modulär superdator, sa Gilad Shainer, SVP för marknadsföring på Mellanox Technologies.