Најголемиот настан во светот на науката и информатичката технологија, кој ќе ја одбележи 2021 година, е секако пуштањето во употреба на најмоќниот супер компјутер на планетата – ORNL (Oak Ridge national Laboratory) Frontier.
Frontier ќе овозможи перформанси што надминуваат 1,5 ExaFLOPS.
За споредба, моментално најбрзиот супер компјутер во светот е јапонскиот Фугаку со теоретски максимум 0,53 ЕФЛОПС. Овој вид на компјутерска моќ е создаден со цел да се пробијат нови граници на научните истражувања.
Најтешките научни проблеми бараат најголема можна буџетска моќ.
Истражување на можностите за примена на енергијата на фузија, наоѓање нови материјали, отклучување на тајните на универзумот, сите овие, но и многу други проблеми се клучни за понатамошниот развој на човештвото.
По повод подготовките за воведување на целосен капацитет, ORNL создаде специјална програма CAAR во чиј избор се осум големи научни проблеми на кои Frontier ќе работи како еден вид пролог кон премин во режим на целосна изведба.
Најкомплицираниот од овие осум проблеми е, се разбира, прецизната симулација на целата галаксија, која е слична по големина на нашиот Млечен пат.
Програмата CHOLLA за симулирање на цели галаксии е дело на астрофизичарите од Универзитетот Принстон. Оваа програма досега работеше на суперкомпјутерот Титан (до неодамна најбрзиот супер компјутер од Америка во светот), чија моќ е 0,027 ЕФЛОПС!
Имајќи го ова на ум, не е изненадувачки зошто CHOLLA е избрана за прва програма што ќе се извршува на новиот супер компјутер.
Дополнителна причина зошто CHOLLA е избрана за тестирање на Frontier е тоа што целосно се потпира на обработката на графичкиот процесор, што може да се заклучи кога развиена е оваа кратенка: Computational Hydrodynamics on Parallel Architecture.
Бидејќи Титан користеше графички процесори на nVidia Kepler, тим на развивачи од Принстон, во соработка со AMD и HPE (HPE го купи Креј), им овозможи на инженерите лесно и многу брзо да го пренесат целосниот код на програмата CHOLLA од nVidia-ine CUDA на ROCm на AMD, користејќи слојот за превод ХИП.
Според Рубен Будиар, менувањето на кодот било многу лесно и не барало повеќе од неколку часа работа. Според првичните тестови на CHOLLA на забрзувачи AMD Instinct MI50, со користење на ROCm, тој има еквивалентни перформанси како кај nVidia Tesla V100 забрзувачите, користејќи CUDA.
Префрлувањето на акцелератори AMD Instinct MI100 дава моментално забрзување од 40% без никаква промена во самиот ROCm код. Тимот очекува уште поголемо забрзување со подобра оптимизација за новата AMD CDNA архитектура.
Зошто секој TFLOPS е важен со овој тип пресметки – едноставниот одговор е поради резолуцијата на деталите.
Имено, CHOLLA има амбиција да симулира и динамика на флуиди на гасови и гравитациони интеракции помеѓу sвездите во гасните маглини преку симулација на раѓање и смрт на секоја sвезда во галаксијата.
Без соодветна пресметковна моќ, овој клучен аспект на sезденото влијание врз формирањето и обликот на галаксиите не може да се симулира во потребната резолуција и размер.
Благодарение на компјутерската моќ на акцелераторите AMD Instinct MI100, заснована врз најновата архитектура на ЦДНА, тимот од Универзитетот Принстон ќе може да ја изврши својата програма CHOLLA во целосна резолуција, што ќе овозможи за прв пат да се споредат симулираните резултати во суперкомпјутерите податоци собрани од телескопски лаборатории. низ целата планета, како и вонземскиот телескоп Хабл.
Споредувањето на овие два вида на податоци ќе им овозможи на научниците да создадат уште попрецизни алгоритми за симулирање на галаксиите во суперкомпјутерите, и со понатамошни хардверски подобрувања, овие симулации ќе можат да се прошират и на галактички јата, како што се т.н. локален кластер до кој Млечниот пат припаѓа.