La supercomputación para todos está más cerca de lo que cree

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Imagen: Intel – 2021

Compartimos en Tecnogus el artículo de Jeff McVeigh es vicepresidente y director general de Super Compute Group en Intel Corporation. Esta es la trascripción completa:

La informática de alto rendimiento es la base de la investigación y el descubrimiento que mejora la vida de todos los seres humanos del planeta. A medida que ingresamos a la era Exascale, la combinación de computación acelerada y de alto rendimiento, inteligencia artificial y aprendizaje profundo ha dado como resultado un crecimiento exponencial de datos y la necesidad de un ritmo de innovación sin precedentes. Desde cargas de trabajo convergentes de IA y HPC hasta sistemas multipropósito y arquitecturas diversas, estamos pidiendo más que nunca a nuestros sistemas HPC. Únase a Intel en SC21 y conozca nuestra estrategia HPC y las nuevas innovaciones, incluidos los últimos procesadores escalables Intel® Xeon®, GPU para centros de datos y potentes herramientas de software. Juntos, aceleremos la próxima era de innovación en HPC.

La informática de alto rendimiento (HPC) representa el pináculo de la tecnología, con algunos de los descubrimientos modernos más importantes del mundo realizados con estas máquinas avanzadas. Hoy, estamos en el umbral de una nueva generación de HPC, donde la escalabilidad y ubicuidad de la tecnología pueden transformar todas nuestras vidas.

En ninguna parte esto ha sido más obvio que en la batalla contra COVID-19. Desde el comienzo de la pandemia, las comunidades científicas y de investigación utilizaron estas supercomputadoras avanzadas, tanto dentro de los laboratorios de investigación como en entornos de HPC como servicio en la nube, para monitorear, estudiar, tratar y eventualmente desarrollar los medicamentos utilizados para tratar el SARS. Nuevo coronavirus CoV-2. La velocidad a la que se hizo fue impresionante y hubiera sido imposible si no hubiera sido por la amplia disponibilidad de tecnologías HPC.

Ahora que damos la bienvenida a la era de la computación a exaescala, solo hemos comenzado. La supercomputación ya facilita los descubrimientos científicos y aborda temas críticos como el cambio climático y la cura de enfermedades crónicas. En el futuro, ayudará a resolver problemas y crisis que aún tenemos que enfrentar, o incluso imaginar.

El objetivo de Intel es democratizar la HPC y ofrecer «supercomputación para todos». Para hacer esto, debemos adoptar las diversas tecnologías necesarias para ofrecer mejoras de rendimiento de órdenes de magnitud, transformar la accesibilidad de HPC y repensar cómo construimos los componentes que alimentan estos sistemas. La base de nuestra estrategia se basa en el rendimiento, la apertura y la escala.

Rendimiento: comienza con una arquitectura informática ubicua

La arquitectura x86 es el caballo de batalla de la HPC actual, y alimenta la gran mayoría de todos los sistemas. Esta enorme base instalada proporciona a los desarrolladores y clientes acceso al ecosistema más grande del mundo para respaldar e implementar sus cargas de trabajo de HPC. La arquitectura x86 también proporciona mejoras consistentes en el rendimiento generacional.

La generación actual de procesadores escalables Intel® Xeon® ha sido ampliamente adoptada por nuestros socios del ecosistema HPC, y estamos agregando nuevas capacidades con Sapphire Rapids, nuestro procesador escalable Xeon de próxima generación que actualmente se está probando con los clientes. Esta plataforma de próxima generación ofrece múltiples capacidades para el ecosistema HPC, brindando por primera vez memoria de alto ancho de banda en el paquete con HBM2e que aprovecha la arquitectura de múltiples mosaicos de Sapphire Rapids. Sapphire Rapids también ofrece un rendimiento mejorado, nuevos aceleradores, PCIe Gen 5 y otras capacidades interesantes optimizadas para IA, análisis de datos y cargas de trabajo HPC.

Las cargas de trabajo de HPC están evolucionando rápidamente. Se están volviendo más diversos y especializados, lo que requiere una mezcla de arquitecturas heterogéneas. Si bien la arquitectura x86 sigue siendo el caballo de batalla para las cargas de trabajo escalares, si queremos ofrecer ganancias de rendimiento de órdenes de magnitud y avanzar más allá de la era de la exaescala, debemos analizar críticamente cómo se ejecutan las cargas de trabajo de HPC dentro de las arquitecturas vectorial, matricial y espacial, y Debemos asegurarnos de que estas arquitecturas funcionen juntas sin problemas. Intel ha adoptado una estrategia de «carga de trabajo completa», en la que los aceleradores específicos de la carga de trabajo y las unidades de procesamiento de gráficos (GPU) pueden trabajar sin problemas con las unidades de procesamiento central (CPU) desde las perspectivas de hardware y software. Estamos implementando esta estrategia con nuestros procesadores escalables Intel Xeon de próxima generación e Intel® X e GPU HPC (nombre en código «Ponte Vecchio») que alimentará la  supercomputadora Aurora 2 exaflop 1 en el Laboratorio Nacional de Argonne. Ponte Vecchio tiene la densidad de cómputo más alta por socket y por nodos, empaquetando 47 mosaicos con nuestras tecnologías de empaque avanzadas: EMIB y Foveros. Hay más de 100 aplicaciones HPC ejecutándose en Ponte Vecchio. También estamos trabajando con socios y clientes, incluidos ATOS, Dell, HPE, Lenovo, Inspur, Quanta y Supermicro, para implementar Ponte Vecchio en sus últimas supercomputadoras.

Democratizar la HPC a través de la apertura

Democratizar la HPC y ofrecer supercomputación para todos exige un enfoque abierto y colaborativo. Intel se compromete a ofrecer plataformas abiertas respaldadas por estándares que definen la industria que fomentarán una amplia colaboración. Nuestro objetivo es impulsar los estándares y crear plataformas de hardware clave en las que la industria se reúna y se base en ellas.

Un área que se ha visto obstaculizada por la falta de estándares adoptados es la programación de GPU. Desde que las GPU se trasladaron al ámbito de HPC, la industria se ha enfrentado al desafío de pilas de software separadas para cargas de trabajo de CPU y GPU. El modelo de programación oneAPI busca romper estos silos.

oneAPI es un modelo de programación abierto, unificado y de arquitectura cruzada para CPU, GPU y arquitecturas de acelerador (FPGA y otras) que permite la programación de entornos informáticos heterogéneos, todo con una sola base de código y pila de software. De esta manera, los desarrolladores solo necesitan escribir una vez en las arquitecturas y los clientes no están limitados a un solo proveedor.

El próximo mes, lanzaremos los kits de herramientas Intel® oneAPI 2022 con más de 900 características nuevas desde el lanzamiento de oneAPI 2021 en diciembre de 2020. La próxima versión agrega capacidades de desarrollo de arquitectura cruzada para CPU y GPU a través del primer compilador y datos unificados de C ++ / SYCL / Fortran Python paralelo. Hoy también anunciamos dos centros de excelencia oneAPI adicionales, uniéndonos al próspero ecosistema mundial de instituciones académicas y de investigación líderes para ofrecer puertos de código de fuente abierta y extender el soporte de hardware, nuevas tecnologías, servicios y planes de estudios para aumentar la adopción del ecosistema oneAPI. Se necesita hacer mucho más trabajo para democratizar verdaderamente la HPC. El trabajo que estamos haciendo hoy permitirá el acceso ubicuo a las últimas tecnologías de HPC en el futuro.

Fabricación a escala: estrategia IDM 2.0 de Intel

Ofrecer supercomputación para todos requiere escala. Y Intel está posicionado para ofrecer el suministro de componentes y tecnologías necesarios para impulsar la innovación y el crecimiento. La fórmula diferenciada de la estrategia IDM 2.0 de Intel nos permite ofrecer una nueva era de innovación, fabricación y liderazgo de productos a nuestros clientes de HPC.

Nos estamos moviendo a un ritmo vertiginoso y ejecutando nuestra audaz estrategia IDM 2.0 de varios años. Para nuestros clientes de HPC, esto nos dará la capacidad de utilizar nuestras capacidades de fabricación líderes en la industria y nuestro liderazgo en tecnologías de envasado para diseñar los mejores productos y utilizar la mejor IP para ofrecer los productos necesarios para impulsar la próxima era de supercomputadoras.

Nuestro compromiso con la supercomputación para todos es inquebrantable y estamos invirtiendo en los avances tecnológicos necesarios para resolver los problemas más complejos.

Espero ver lo que podemos lograr juntos a medida que nos acercamos a la nueva generación de supercomputación para todos.

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