JEDI, de eerste module van de exaschaalsupercomputer JUPITER, staat op de eerste plaats van de Green500-lijst met meest energie-efficiënte supercomputers wereldwijd. Dat kondigden het Forschungszentrum Jülich en de Gemeenschappelijke Onderneming EuroHPC vandaag aan samen met het supercomputerconsortium ParTec-Eviden tijdens de International Supercomputing Conference (ISC) in Hamburg. Het JUPITER Exascale Development Instrument is in april geïnstalleerd door het Duits-Franse consortium en beschikt over dezelfde hardware als de JUPITER-boostermodule, waaraan momenteel gewerkt wordt in het Forschungszentrum Jülich.
De snelle digitalisering en het toenemende gebruik van artificiële intelligentie vereisen een toenemende computerkracht, maar ook steeds meer energie. Datacenters zijn vandaag goed voor 4% van het totale Duitse elektriciteitsverbruik en de energiebehoeften gaan crescendo. Energie-efficiëntie is de voorbije jaren dan ook een steeds belangrijkere factor geworden. Hierdoor is er een toename op het vlak van maatregelen en research inzake energiezuinigheid.
De JUPITER-supercomputer van het Europese supercomputerinitiatief ‘Gemeenschappelijke Onderneming EuroHPC’ is een echte pionier. JEDI (JUPITER Exascale Development Instrument), de eerste module geïnstalleerd in april, haalt 72 miljard floating point-berekeningen per seconde per watt. De vorige nummer één daarentegen haalde ongeveer 65 miljard berekeningen.
De doorslaggevende factor voor de uitmuntende efficiëntie van de module ligt in het gebruik van GPU’s (graphics processing units) en het feit dat het mogelijk is om wetenschappelijke toepassingen te optimaliseren voor berekeningen op GPU’s. Vandaag maken vrijwel alle toonaangevende systemen op de Green500-rangschikking uitgebreid gebruik van GPU’s, die ontwikkeld zijn om berekeningen veel energie-efficiënter uit te voeren dan klassieke CPU’s (central processing units).
JEDI beschikt als een van de eerste systemen ter wereld over de nieuwste generatie superchips van NVIDIA: de NVIDIA GH200 Grace Hopper, die de NVIDIA Hopper-GPU en de NVIDIA Grace-CPU combineert in één module.
Het systeem is gebaseerd op Evidens recentste BullSequana XH3000-architectuur en uitgerust met het uiterst efficiënte warmwaterkoelsysteem Direct Liquid Cooling, dat substantieel energiezuiniger is dan klassieke luchtkoeling en het bovendien mogelijk maakt om de geproduceerde warmte in een latere fase te benutten.
De JUPITER-precursor JEDI beschikt al over dezelfde apparatuur als de JUPITER-boostermodule, die momenteel in aanbouw is. Voor codeoptimalisatie hebben wetenschappers al in een vroege ontwikkelingsfase toegang tot de hardware in het kader van JUREAP, het JUPITER Research and Early Access Program. Daarbij krijgen ze ondersteuning van deskundigen van het Jülich Supercomputing Centre.
GREEN500
“Deze memorabele mijlpaal, waarbij de eerste modules van de Jupiter-exascale-supercomputer JEDI de GREEN500-lijst aanvoeren, vervult ons met een enorme trots. Ons partnerschap in dit streven benadrukt onze vastberaden toewijding om onze klanten te helpen innoveren en hen tegelijkertijd de kans te geven om hun duurzaamheidsdoelstellingen te behalen. Een uitzonderlijke rekenkracht bereiken en tegelijkertijd energieverbruik verminderen is een opmerkelijke prestatie. Direct Liquid Cooling, onze baanbrekende warmwaterkoelingstechnologie die naadloos is geïntegreerd in ons BullSequana XH3000-systeem, speelt een cruciale rol in dit succes. Ze brengt niet alleen een aanzienlijke verbetering op gebied energie-efficiëntie teweeg, maar hergebruikt ook op een vindingrijke manier afvalwarmte”, zegt Emmanuel Le Roux, Group SVP, Global Head of HPC, AI & Quantum bij Eviden, Atos Group.
JUPITER wordt de eerste supercomputer in Europa die de drempel zal halen van één exaflop, wat overeenkomt met een triljoen (‘1’ gevolgd door 18 nullen) zwevendekommaberekeningen per seconde. Het uiteindelijke systeem wordt tijdens de tweede jaarhelft in verschillende fases geïnstalleerd en zal initieel in het kader van het Early Access Program beschikbaar zijn voor wetenschappelijke gebruikers, vooraleer het begin 2025 wordt vrijgegeven voor algemeen gebruik.
De enorme rekenkracht van JUPITER zal grensverleggend zijn op het vlak van wetenschappelijke simulaties en de training van complexe AI-modellen. Het modulaire exaschaalsysteem maakt gebruik van dMSA (dynamic modular system architecture), een technologie ontwikkeld door ParTec en het Jülich Supercomputing Centre. De JUPITER-boostermodule, die op dit moment geïnstalleerd is, telt ongeveer 125 BullSequana XH3000-racks en zo’n 24.000 NVIDIA GH200-superchips, die gelinkt zijn via het Quantum-2 InfiniBand-netwerkplatform van NVIDIA. Voor 8-bitberekeningen, die courant zijn bij het trainen van AI-modellen, zal de rekenkracht zeker meer dan 70 exaflops bedragen. Hierdoor zou JUPITER vandaag de snelste computer ter wereld zijn voor AI.
Energiegebruik
De energiebehoefte van JUPITER zal naar schatting ongeveer 11 megawatt bedragen. Aanvullende metingen zullen helpen om te zorgen voor een nog duurzamer energiegebruik. Het modulaire datacenter waarin JUPITER wordt gehuisvest, is ontwikkeld om de tijdens het koelen geproduceerde warmte te benutten om de gebouwen op de campus van het Forschungszentrum Jülich te verwarmen.
Alle hardware- en softwareonderdelen van JUPITER worden geïnstalleerd en beheerd door de unieke JUPITER Management Stack. Het gaat om een combinatie van ParaStation Modulo (ParTec), SMC xScale (Eviden) en JSC-software.
Het JUPITER-ontwikkelingssysteem JEDI is veel kleiner dan de uiteindelijke exaschaalcomputer. Het bestaat uit één rack van de nieuwste BullSequana XH3000-reeks en omvat momenteel 24 afzonderlijke computers, die ‘rekennodes’ worden genoemd. Die zijn met elkaar verbonden via vier NVIDIA Quantum-2 InfiniBand-switches en worden in de loop van de maand mei aangevuld met nog eens 24 rekennodes.
Tijdens de metingen voor de Green500-rangschikking van meest energie-efficiënte supercomputers haalde het JEDI-systeem een rekenkracht van 4,5 biljard zwevendekommaberekeningen per seconde of 4,5 petaflops, met een gemiddeld energieverbruik van 66 kilowatt. Tijdens de geoptimaliseerde werking daalde het energieverbruik tot 52 kilowatt.
