GPU architektura Volta od Nvidie ovládne v roce 2018 špičku superpočítačů

0

Pokud sledujete vývoj okolo GPU Nvidie, pak budete vědět, že po nynější architektuře Maxwell má přijít generace nazvaná Pascal, oznámená letos na jaře. Pokud ale vaše paměť sahá ještě o rok dále, vzpomenete si asi, že původně měla po Maxwellu následovat architektura Volta. Tu zřejmě Pascal odsunul na později, každopádně o tomto kódovém označení poté nebylo ani vidu, ani slechu – až doposud. Nvidia nerada hovoří budoucích produktech, ale tentokrát se stala výjimka. Volta se totiž stane součástí dvou významných amerických superpočítačů, díky čemuž se o připravovaném GPU dozvídáme první detaily.

Těmito superpočítači budou stroje Summit, určený pro Oak Ridge Laboratory, kde nahradí tamní počítač Titan (založený na Opteronech 6274 a Teslách K20), a Sierra pro institut Lawrence Livermore National Laboratory. To bude pro změnu náhrada za další stroj, o němž jste si u nás mohli svého času přečíst: IBM Sequoia na bázi architektury BlueGene/Q. Jak Sierru, tak Summit dodá IBM a použije v nich GPU Volta ve spolupráci s vlastními CPU Power 9, v tuto chvíli stejně jako Volta ještě nevydanými.

V nových superpočítačích se budou kamarádit GPU Volta s procesory IBM Power 9
V nových superpočítačích se budou kamarádit GPU Volta s procesory IBM Power 9

GPU Volta mají architektonicky navazovat na Pascal. Není ale úplně zřejmé, zda jde přímo o další generaci ve vývoji, nebo jen o modifikaci. Podstatné pro nasazení v superpočítači u těchto GPU budou dvě věci. Za prvé, Volta bude místo klasických pamětí používat 3D „stacked“ paměť, nejspíše integrovanou přímo na pouzdru čipu. Výsledkem by měla být velmi vysoká propustnost (údajně okolo 1 TB/s) a také větší kapacita, prý až třikrát. Současné Tesly (například čerstvá K80) mají 12 GB na GPU, trojnásobek by tedy činil 36 GB, jak to ale bude ve skutečnosti, to nevíme. A tento druh paměti by také měl přinést energetické úspory, má mít až čtyřnásobnou efektivitu oproti GDDR5.

Druhým trumfem Volty bude propojovací technologie NVLink, oznámená také na GTC 2014. Tyto linky budou sloužit pro přímé propojení GPU a procesorů Power 9, díky čemuž budou mít instance v superpočítači sdílenou unifikovanou paměť mezi GPU a CPU podobně jako je tomu mezi procesory v klasickém vícesocketovém systému. Volta bude používat již druhou generaci (NVLink 2.0), která už bude koherentní, tj. bude synchronizovat obsahy pamětí cache. NVLink má oproti PCI Express přinést vyšší efektivitu, úspornější chod, ale také nižší latence a vyšší propustnost – ta má údajně činit 80–200 GB/s.

Trumfy Volty bude rychlá integrovaná paměť a koherentní propojení NVLink 2.0
Trumfy Volty bude rychlá integrovaná paměť a koherentní propojení NVLink 2.0

NVLink je primárně propojovací technologie pro komunikaci mezi GPU, Nvidia ale od počátku avizovala i možnost komunikace s hostitelským CPU. To, že IBM přidá podporu pro toto rozhraní do procesorů Power 9, je zřejmě plodem spolupráce obou firem v konsorciu OpenPower. Bohužel nevíme, jaké další novinky Power 9 přinese, asi se ale bude jednat o evoluci současné architektury Power 8; údajně s posilami v podobě různých akcelerátorů pro specifické úlohy.

Počítač Summit bude mít v roce 2017 výkon 150 až 300 PFLOPS
Počítač Summit bude mít v roce 2017 výkon 150 až 300 PFLOPS

 

Superpočítače s Voltou přinesou přes 100 PFLOPS výkonu

Počítač Sierra má mít teoretický výkon „přes 100 PFLOPS“, zadavatel k ní ovšem nezveřejnil další podrobnosti, neboť na ní poběží simulace nukleárních zbraní a další strategické výpočty. Summit má být ovšem alespoň z části otevřen pro vědeckou komunitu. Jeho teoretický výkon má být 150 až 300 TFLOPS při použití 3400 uzlů. Stroj má mít při provozu příkon až 10 MW, což je zhruba o 10 % víc než u Titanu, jenž nahradí, má ale zabírat jen pětinu prostoru a být 5–10× rychlejší. Úspora prostoru je umožněna použitím kompaktnějších GPU modulů místo tradičních karet, takže jednotlivé uzly (a kabinety) mohou obsahovat mnohem více čipů GPU.

Kompaktní modul GPU pro sektor HPC. na obrázku ovšem není Volta, nýbrž Pascal
Kompaktní modul GPU pro sektor HPC. na obrázku ovšem není Volta, nýbrž Pascal

Za oba počítače údajně zřizovatelé hodlají zaplatit celkem 325 milionů USD (skoro 8,5 miliardy CZK) a tou dobou dsot možná půjde o nejvýkonnější stroje na světě. Summit má být dokončen v roce 2017 a v následujícím roce přejít do ostrého provozu. To nám asi také naznačuje, kdy by se mohla architektura Volta dostat také na spotřebitelský trh. Příchod v roce 2018 či 2017 by pasoval na zhruba dvouleté rozestupy (Maxwell 2014, Pascal 2016). Pokud ovšem Volta nebude architekturou určenou čistě pro GPGPU a nikoliv pro herní grafiku, což zatím nevíme, ale nelze to vyloučit.

 

Zdroj: AnandTech

GPU architektura Volta od Nvidie ovládne v roce 2018 špičku superpočítačů

Ohodnoťte tento článek!
5 (100%) 1 hlas/ů