De Jülich-supercomputer JUWELS krijgt een grote broer, een zogenaamde boostermodule, als Forschungszentrum Jülich, Atos, en ParTec zijn overeengekomen. De module, uitgerust met enkele duizenden grafische processors, is ontworpen voor extreme rekenkracht en kunstmatige intelligentie-taken. Het is ontworpen als een Frans-Duits project samen met NVIDIA en Mellanox met behulp van het co-designproces. Met de lancering van de booster in 2020, de rekenkracht van JUWELS wordt vergroot van momenteel 12 naar meer dan 70 petaflops. Dit komt overeen met 70 biljoen computerbewerkingen per seconde of de kracht van meer dan 300, 000 moderne pc's - geen enkele computer in Europa berekent momenteel sneller.

De "Jülich Wizard voor Europese Leiderschapswetenschap, "JUWELS in het kort, volgt het nieuwe principe van de modulaire supercomputing-architectuur die in Jülich is ontwikkeld. Hierdoor kunnen verschillende modules, die zijn afgestemd op verschillende eisen, met uniforme systeemsoftware samen te brengen en met elkaar te verbinden tot één, ultraflexibele supercomputer.

De eerste module, de zogenaamde clustermodule, maakt indruk met zijn veelzijdigheid en gebruiksgemak. Het werd in 2018 in gebruik genomen en was vanaf het begin ontworpen voor uitbreiding met extra modules. Veruit de grootste van deze modules is de aanstaande boostermodule uitgerust met grafische processors, die kunnen worden gebruikt om grote hoeveelheden gegevens en bijzonder rekenintensieve programmaonderdelen parallel met maximale efficiëntie te verwerken, bijvoorbeeld voor grootschalige simulaties of machine learning.

Toen de eerste module van JUWELS werd geïnstalleerd, niet alle componenten die nodig waren om de booster te bouwen waren op de markt verkrijgbaar. Nu zijn alle onderdelen die nodig zijn voor een uitgebalanceerde high-performance computermodule beschikbaar om deze nieuwe uitbreiding te kunnen bouwen.

Nieuw supercomputerconcept van Jülich

"De modulaire supercomputing-architectuur maakt het mogelijk om de best beschikbare technologieën flexibel en compromisloos te integreren, " legt prof. Thomas Lippert uit, Directeur van het Jülich Supercomputing Center (JSC). "Modulariteit is ons antwoord op de steeds complexere en heterogenere eisen die applicatiecodes stellen aan supercomputers. Het stelt ons in staat om exascale kosteneffectief te realiseren en maakt het zelfs mogelijk om exotische toekomstige technologieën zoals kwantumcomputers te integreren."

De bouw van een exascale computer wordt wereldwijd nagestreefd als de volgende grote stap op het gebied van High Performance Computing (HPC). Met een biljoen (10^18) computerbewerkingen per seconde, zo'n computer is minstens één orde van grootte krachtiger dan de snelste supercomputers van vandaag.

Het idee van modulaire supercomputing is bedacht door Lippert en in praktijk gebracht onder leiding van Dr. Estela Suarez, JSC, samen met ParTec in de door de EU gefinancierde onderzoeksprojecten DEEP en DEEP-ER met de hulp van vele Europese partners uit onderzoek en industrie. "De JUWELS-booster is baanbrekend voor de ontwikkeling van een Europees exaschaalsysteem, omdat het de leidende rol van Europa op het gebied van systeemarchitectuur mogelijk maakt, " zegt Bernhard Frohwitter, CEO van ParTec.

Hardwarepartners uit Europa, Israël en de VS

De JUWELS booster is gebaseerd op de BullSequana XH2000 supercomputer serie van Atos. "Uitgerust met onze nieuwste krachtigste, versnelde blades, biedt het BullSequana-platform Jülich de meest effectieve computerinfrastructuur terwijl we op weg zijn naar exascale. Het ondersteunt ook Jülich's toewijding aan duurzame ontwikkeling met onze gepatenteerde Direct Liquid Cooling-warmwateroplossing, " zei Agnès Boudot, Senior Vice President, Hoofd HPC &Quantum bij Atos.

Een uniek kenmerk van het modulaire JUWELS-systeem is dat het even geschikt is voor de meest veeleisende taken op het gebied van simulaties en machine learning, dat wil zeggen kunstmatige intelligentie, en kan beide gebieden gemakkelijk combineren. "JSC gebruikt onze volgende generatie GPU's voor datacenters in de boostermodule van JUWELS om aan deze vereisten te voldoen met de hoogste energie-efficiëntie, " zei Marc Hamilton, VP, Oplossingen Architectuur en Engineering, NVIDIA.

De extreem hoge netwerkprestaties die nodig zijn voor de modulaire computer komen van Mellanox. "Onze 200 Gb/s HDR InfiniBand-technologie biedt toonaangevende datadoorvoer en extreem lage latentie, het leveren van de netwerkprestaties die overeenkomen met de verwerkingskracht van de computerknooppunten van de JUWELS Booster. In aanvulling, de flexibele adaptieve routerings- en besturingsmogelijkheden stellen JUWELS in staat om te werken als een uniforme modulaire supercomputer, " zei Gilad Shainer, Senior Vice President Marketing bij Mellanox Technologies.