Найменше потрібні мені твої камбек...

Організатори виставки ISC 2017 в черговий раз відзвітували про новий рекорд за кількістю відвідувачів. Це, з одного боку, опосередковано вказує на зростання інтересу до заходу і до HPC-технологій взагалі. З іншого ж — в цей раз чогось дійсно цікавого і нового представлено майже не було. А все тому, що великі анонси вже були зроблені взимку і навесні. Ну, приміром, на виставці показали раніше оголошені рішення NVIDIA Volta — машини з Tesla V100. Про процесорах Intel Xeon Scalable (вони ж Skylake-SP) теж відомо давно, але формальний анонс буде зроблений через кілька тижнів. Стенди так і рясніли табличками Intel Xeon Inside, причому неодмінно з приставкою Platinum. Тобто за фактом все начебто готова, але подекуди вигляд людини з фотоапаратом у співробітників викликало нервовий тік.

На своєму стенді Intel нічого зі свого нового «заліза» не показувала, а розповідала більше про програмних продуктах. Наприклад, у нинішніх Intel Xeon Phi тепер є можливість запуску систем візуалізації. Раніше під ці завдання зазвичай відводилися вузли з прискорювачами інших компаній — NVIDIA в першу чергу. А основний доповідь була присвячена злиттю хмарних технологій і HPC. Природно, у Intel для цього вже є Scalable System Framework (SSF) та HPC Orchestrator. Строго кажучи, розмови про «хмарах» у HPC (або HPC в «хмарах», це з якого боку подивитися) йшли давно. Та й взагалі, згідно з даними Hyperion Research, 64% HPC-центрів запускають деякі завдання (7-8% від загального обсягу) в публічних хмарних сервісах. В цілому ж, йде взаємне зближення цих екосистем — кластери все більше схожі на «хмари» в плані, а «хмари» все частіше обзаводяться специфічним «залізом», GPGPU-прискорювачами і навіть FPGA. Власне кажучи, у тій же Amazon вже кілька років є готовий HPC-сервіс, та й раніше публічні «хмари» використовували для цих цілей.

В цілому ж зростання HPC-сегмента, за даними того ж дослідження (хоча можна і просто подивитися навколо), забезпечить машинне навчання: ІІ або глибинне навчання, називайте як хочете. Звичайні конфігурації корпоративних серверів для цього не підходять. У свіжому рейтингу TOP500 вже є одна машина, яка створена виключно під ці завдання, — TSUBAME 3.0 займає в ньому 61 місце. Вона включає 2160 прискорювачів NVIDIA Tesla P100 і всього 288 CPU Intel Xeon E5-2680 v4, а також забезпечена інтерконектом Intel Omni-Path. У рейтингу HPCG, який тепер додається і в TOP500, вона знаходиться на 36-му місці, зате у списку Green500 — на першому. Втім, якщо придивитися до цих списків уважніше, то можна побачити все ту ж тенденцію до зростання кількості прискорювачів. 91 машина з 500 тепер має прискорювачі або співпроцесори, а в минулому рейтингу їх було 86. 71 машина забезпечена прискорювачами Tesla, 14 оснащені Intel Xeon Phi, ще три використовують обидва цих прискорювача і тільки одна має вузлами з картами Radeon. Ще дві використовують специфічні рішення PEZY.

Цікаво, що 13 систем з 500 використовують Intel Xeon Phi KNL в якості основної обчислювальної одиниці, а не як співпроцесора. Однак їх могло б бути і більше. 21 система покладається на CPU з архітектурою POWER/PowerPC, 7 базуються на SPARC, ще 6 мають Opteron, а дві — CPU SunWay. З нового в TOP500 можна відзначити чотири цікавих суперкомп'ютера. Перший використовує Intel Xeon D-1571, однак дивуватися не варто — основні обчислення йдуть на згаданих вище MIMD-процесорах PEZY-SC2. Ще три машини — це перші системи на платформі Intel Purley. Дві з CPU Intel Xeon Gold 6148, одна — з Xeon Platinum 8160. В цілому зараз в TOP500 92,8% машин працюють на рішеннях Intel. Ну а в Green500 в лідерах суцільно суперкомп'ютери з прискорювачами NVIDIA Tesla. Втім, в Green500 є ще одна цікава машина — лідер по використанню баззвордов в назві: AIST Artificial Intelligence Cloud (AAIC). Так-так, тут вам і «хмари», і ІІ, і Інтернет речей, і роботи.

Окреме питання, в якому вигляді вся ця моща буде надаватися — то це готовий сервіс, то просто такий собі IaaS. Взагалі кажучи, вперше хмарну модель доступу до суперкомпьютерным потужностей реалізувала Penguin Computing ще в 2009 році. З більш свіжих анонсів — в травні Cray спільно з Markley представила рішення Supercomputing-as-a-Service. У тієї ж Cray спільно з Deloitte вже рік є сервіс по аналізу ризиків. Так, ідеологічно всі подібні системи близькі до технологій BigData, про симбіозі яких з HPC заговорили роки три тому. Hyperion Research пропонує і просуває більш загальний термін High Performance Data Analysis (HPDA), тобто «високопродуктивний аналіз даних» у прямому перекладі. Це вже не традиційні для HPC задачі моделювання та симуляцій, це може стати основною причиною подальшого зростання суперкомп'ютерних потужностей взагалі. Втім, прихід хмарної моделі в HPC і для традиційних задач корисний, так як це відкриває шлях до інженерного суперкомпьютингу для малих і середніх підприємств.

Однак не все так безхмарно, тому що прийдешні экзафлопсы принесуть з собою ще й экзабайты даних. Вже зараз, з одного боку, все частіше говорять про необхідність in-memory processing, тобто обробки інформації безпосередньо в рамках локальної пам'яті. З іншого боку, експерти кажуть, що навіть поточні внутрішні шини не дуже добре справляються з такими навантаженнями — передача даних на обчислювач і назад по часу занадто затратна в порівнянні з часом самого розрахунку. Так, ми вже неодноразово говорили про зміну ієрархії пам'яті як такої. Однак простий зростання швидкостей і збільшення числа каналів і набортної пам'яті, загалом, теж не самий ідеальний шлях розвитку. І це ми ще не зачепили тему інтерконекту для безлічі вузлів. HPE з кінця минулого року займається створенням і просуванням шини Gen-Z, яка пропонує абстракцію від конкретного «заліза» і зведення всього до спілкування звичним для CPU процедур завантаження/вивантаження даних.

Власне на виставці HPE коротко розповіла про Gen-Z, а також нагадала про черговий пачці специфікацій, які вийшли в цьому місяці. Втім, це поки всі справи прийдешніх днів. Поки що в тому ж TOP500 як інтерконекту досі в основному використовується Ethernet (тепер вже 10-гігабітний): 207 машин. На другому місці знаходиться InfiniBand, який встановлений в 178 суперкомп'ютерах. Зате можна трохи порадіти за Intel Omni-Path, яким оснащено 38 машин (рік тому їх було 8) — майже все це свіжі інсталяції. На своєму стенді Intel представила цікаве рішення компанії Attala Systems — нову архітектуру для СГД. Якщо коротко, то суть її зводиться до віддаленого доступу до NVMe по мережі, причому неважливо який (на стенді, звичайно, показували варіант з Omni-Path). Обробкою трафіку займаються виділені FPGA — вони встановлені в сховищах (згадана модель DN2440-E) і в адаптерах для обчислювальних вузлів. На сайті компанії, на жаль, нічого поки немає, так що ось вам пара фото листівки.

На стенді РСК були показані перші комутатори Intel OPA з рідинним охолодженням. Ну і в цілому компанії дійшли до стадії прийняття неминучого — СЖО тепер є у всіх. Здається, останньою з великих гравців OEM-партнерство з виробником рідинного охолодження анонсувала Dell. Тепер її рішення PowerEdge 14-го покоління оснащуються системами CoolIT. Компанія Asetek, в свою чергу, похвалилася тим, що тепер 9 суперкомп'ютерів зі списку TOP500 і Green500 охолоджуються їх рішеннями. Та й взагалі, СЖО, за словами самої компанії, — це норма! Імерсійним систем в цей раз майже не було. Як звичайно, свої «ванночки» привезли Allied Control з BitFury Group і Fujitsu. З нових осіб на виставці була тільки Asperitas з продуктом AIC24. Всередині ванни, як не дивно, не популярна нині рідина 3M, а якесь вазелінове масло. Основна причина вибору саме такого теплоносія — це його висока доступність і низька ціна. Втім, в теплообмінниках використовується вода.

З іншого боку, чудово, якщо є конкуренція. Правда, в плані обчислень тут поки все не дуже добре. Альтернатив x86_64 (читай — Intel) в якості основних CPU практично немає, а на прискорювачах, які, звичайно, сприяли значному прогресу в області HPC, можна вирішувати далеко не всі завдання. Так, зараз в TOP500 є машини з китайськими процесорами SunWay, але вони дуже специфічні, як і їхні побратими PEZY, теж азіатські. На платформі OpenPOWER базується всього пара суперкомп'ютерів. З ARM теж не все так просто. Cavium вже не перший рік випускає свої CPU, але тільки недавно ними зацікавився досить великий HPC-гравець Atos Bull. Та й то обчислювальні вузли обіцяють продемонструвати у другому кварталі 2018 року. Applied Micro тільки навесні показала перший сервер на базі нових CPU, а про чіпи Phytium FT-2000/64 вже не перший рік ходять чутки, що вони нібито будуть встановлені в наступний китайський суперкомп'ютер. З прискорювачами NEC Aurora приблизно та ж історія.

Ах, так, AMD! Чому такий заголовок у матеріалу, здогадатися неважко. Офіційний анонс нових серверних процесорів EPYC і прискорювачів Radeon Instinct стався якраз під час виставки, хоча на ISC 2017 він, чесно кажучи, особливого інтересу учасників і відвідувачів не викликав. Так і стенд компанії був вельми скромний — всього три машини. Ну і ще буквально кілька систем можна було знайти на стендах інших виробників, але й ті були не укомплектовані або зовсім експонувалися з закритими кришками і без натяку на детальний опис. Так що все було дуже тихо і спокійно. Втім, загострювати увагу на новинки AMD тут не будемо, тому що все-все розказано в окремому великому матеріалі. Тим не менше, не можна не відзначити, що поки нова платформа AMD викликає багато питань, особливо в області того, що пов'язано з HPC. Ну ще побачимо, як воно вийде.

На справі важливі не всі ці экзафлопсы, а те, що HPC-технології стають все більш доступними. Те, що раніше могли собі дозволити або дуже великі компанії, або окологосударственные структури, потихеньку стає буденною складовою будь-якого бізнесу, тому що у цього самого бізнесу багато, дуже багато даних, які треба обробляти не тільки якісно, але і дуже швидко. Це і нова аналітика, коли, наприклад, банки купують мікро-дата-центри для захисту від фроду в реальному часі. І нові інженерні рішення, коли навіть невеликі фірми можуть собі дозволити замовити розрахунки. А ось як і коли від цього зміниться наше життя — хотілося б, в кращу сторону, — питання цікаве.