Fugaku, bazat pe arhitectura Arm, concurează pentru cel mai puternic sistem de procesare, rulând aplicații existente într-un nou sistem de referință care evaluează calculul utilizat de către inteligența artificială.
Acum nouă ani, cu ajutorul computerului K, institutul național de cercetare RIKEN, alături de partenerul lor, FUJITSU, au reușit să ducă Japonia în topul mondial al supercomputerelor. Aceștia au reușit același lucru cu ajutorul supercomputerul Fugaku.
Fugaku reprezintă un alt nume pentru muntele Fuji, participând la summitul pentru TOP 500. Fugaku a captat toată atenția cu performanța extraordinară de 415 Linpack petaFLOPS. Acesta a reușit să fie de aproximativ trei ori mai rapid față de competitorul lui, Summit, construit de către cei de la IBM. Fugaku a obținut această performanță utilizând 396 de rackuri. Componentele Arm reușesc să utilizeze aproximativ 95% din numărul total de 159000 de noduri.
Pentru pregătirea sa, de a doborî recordul de cel mai rapid supercomputer, Fugaku a câștigat competiția în: Gradienți Conjugați de Înaltă Performanță (HPCG), sistem de referință folosit pentru testarea aplicațiilor, Graph500, un rating pentru încărcarea intensivă a datelor și în HPL-AL, un sistem de referință utilizat pentru clasificarea puterii de calcul a inteligenței artificiale. Un prototip de-al lui Fukaku a câștigat și titlul de cel mai eficient sistem energetic.
Procesorul care i-a adus succes lui Futaku este unul Fujitsu 48-core Arm v8.2-A A64FX CPU, pe care compania îl declară ca fiind primul procesor din lume care a adoptat Scalable Vector Extension. Cei 512-bit, 2.2 GHz ai procesorului utilizează 1 Tb/s de memorie grafică 3D și operații multiply-add, care reduc încărcarea memoriei în IA.
Începând cu anul 2011, pentru o perioadă de trei ani, au fost luate în considerare design-uri și arhitecturi diferite. „Strategia care ne-a stat la bază a fost aceea de a construi o mașinărie cu o putere redusă, care este ușor de folosit și ar putea rula eficient aplicații din domeniul ingineriei sau al cercetării”.
În ceea ce privește alegerea arhitecturii Arm, Shimizu remarcă numărul mare de dezvoltatori de aplicații care folosesc această arhitectură. “Fugaku acceptă și Red Hat Enterprise Linux 8.x, un sistem de operare standard utilizat pe scară largă de serverele comerciale”, subliniază el.
Observatorii independenți spun că au reușit să-și atingă toate obiectivele. „Fukaku este foarte impresionant cu cele 7 milioane de coruri”, a apreciat Jack Dongarra, director al Laboratorului de Calcul Inovativ de la Universitatea din Tennessee, Knoxville. „Este prima mașina care a fost proiectată pentru a rezolva probleme de știință computerizată”, a menționat acesta.
Încă un plus pentru Fukaku este acela că îl urmează pe computerul K, menținând un all-CPU design. Shimizu susține faptul că prin acest lucru, interconectivitatea CPU-ului și accesul memoriei sunt mult mai eficiente. Alte supercomputere folosesc se bazează pe procesarea grafică (GPU) pentru a crește performanța.
Dongarra a mai adăugat un aspect: „Un sistem alcătuit doar din CPU simplifică programarea, fiind necesar doar un singur program, nu două. Unul pentru CPU și altul pentru GPU”.
Desigur, proiectarea și construirea unui computer care, de la început, a fost menit să reprezinte Japonia nu a fost ieftin. Bugetul estimat al Guvernului pentru cercetare și dezvoltare, achiziții și dezvoltare a proiectului este de 110 miliarde de yeni (aproximativ 1 miliard de dolari SUA).
Fujitsu a expediat primele unități ale supercomputerului Fugaku la Centrul RIKEN pentru Știința Calculației (R-CCS) din Kobe în decembrie, anul trecut, iar livrările au fost finalizate în prezent.
La conferința ISC 2020 din iunie, Satoshi Matsuoka, directorul R-CCS, a declarat că, deși Fugaku era programat să înceapă anul viitor, guvernul Japoniei a decis să fie instalat acum a ajuta la combaterea COVID-19. Acesta a menționat faptul că Fugaku a fost utilizat pentru a studia cum comportarea corovirusului, ce medicamente existente ar putea fi reconstituite pentru a-l contracara și cum ar putea fi făcut un vaccin.
Alte domenii de aplicare vizate de guvern, acordate cu prioritate ridicată, includ simulări de prevenire a cutremurelor și a tsunamilor, dezvoltarea tehnologiilor fundamentale pentru crearea, conversia și stocarea de energie; crearea de noi materiale care să sprijine industriile de nouă generație; și dezvoltarea de noi procese de proiectare și producție pentru industria de prelucrare.
Fugaku va fi folosit și pentru a realiza crearea unei societăți mai inteligente, denumită Society 5.0, „care echilibrează progresul economic cu rezolvarea problemelor sociale de către un sistem care integrează foarte mult ciberspațiul și spațiul fizic”.
Industria supercomputerelor este asemenea unui joc de tehnologie, cu o țară sau o întreprindere care furnizează mașini cu cele mai mari performanțe doar pentru a fi depășite la scurt timp. Cât timp va rămâne Fugaku numărul 1?
Shimizu pretinde că nu știe, dar spune că există loc pentru îmbunătățirea suplimentară a performanței lui Fugaku. „Rezultatul TOP500 a reprezentat doar 81 la sută din performanțele maxime, deoarece eficiența siliciului este mai mare. Credem că putem îmbunătăți performanța în toate categoriile”.
Dar chiar și asta s-ar putea să nu fie suficient pentru a-l menține pe primul loc mult timp. După cum spune Dongarra, „Statele Unite vor avea mașini cu mult mai performante în 2021.”
