Intel revela o Frontera, o supercomputador acadêmico mais rápido do mundo

Em agosto de 2018, a Dell EMC e a Intel anunciaram intenções de projetar o Frontera em conjunto, um supercomputador acadêmico financiado por uma doação de $60 milhões da Fundação Nacional da Ciência que substituiria o Stampede2 na Universidade do Texas no Centro de Computação Avançada em Austin (TACC, sigla em inglês), Texas. Por fim, esses planos finalmente se concretizaram em junho quando as duas empresas lançaram o Frontera, que foi formalmente revelado no dia 3 deste mês pela manhã.

Intel lança o supercomputador Frontera

A Intel afirma que o Frontera consegue alcançar um desempenho máximo de 38,7 quatrilhões de operações de ponto flutuante por segundo, ou petaflops, fazendo dele o computador mais rápido do mundo projetado para cargas de trabalho acadêmicas como modelagem e simulação, big data e machine learning. (Isso comparado com o desempenho máximo do Stampede de 18 petaflops.) Mais cedo neste ano, o Frontera ganhou a quinta posição na lista dos Top500 que é lançada duas vezes por ano com 23,5 petaflops no benchmark LINPACK, que classifica os sistemas de computador não-distribuídos mais poderosos do mundo.

A vice presidente e gerente geral de organização computacional extrema da Intel, Trish Damkroger, disse:

O sistema do Frontera fornecerá aos pesquisadores capacidades computacionais e de inteligência artificial que não existiam antes na pesquisa acadêmica. Dessa forma, com a tecnologia Intel, esse novo supercomputador abre novas possibilidades na ciência e engenharia para avançar pesquisas, incluindo entendimento cósmico, curas médicas e necessidades energéticas.

Componentes apropriados para a supermáquina

Milhares de processadores de 28 núcleos Xeon Scalable de 2ª geração (Cascade Lake) dentro dos servidores Dell EMC PowerEdge lidam com a elevação da pesada computação do Frontera, juntamente com nós Nvidia para uma computação de precisão simples. Além disso, a arquitetura dos chips é baseada no Advanced Vector Extensions 512 (AVX-512) da Intel e uma série de instruções que habilitam duas vezes o número de FLOPS por clock comparada com a geração anterior.

O Frontera emprega resfriamento líquido para a maioria de seus nós, com o Dell EMC fornecendo resfriamento a água e óleo. Além disso, ele aproveita o Mellanox HDR e HDR-100 para transmitir dados a velocidades de até 200 Gbps por link entre os switches que conectam seus 8.008 nós. Consequentemente, espera-se que cada nó consuma cerca de 65 kilowatts de energia.

Quanto ao armazenamento, o Frontera apresenta quatro ambientes diferentes arquitetados pela DataDirect Networks, que juntos totalizam mais de 50 petabytes. (Funciona com cerca de 480 GB de armazenamento SSD por nó.) Três são para propósitos gerais, enquanto o quarto oferece conectividade “muito rápida” de até 1,5 terabytes por segundo.

Por último, o Frontera tira vantagem da memória não-volátil do Intel Optane DC, uma tecnologia de memória desenvolvida pela Intel e pela Micron Technology que é compatível com DDR4.

Os usos do Frontera

O Frontera já está sendo usado por pessoas como Manuela Campanelli, professora de astrofísica no Instituto Rochester de Tecnologia e diretora do centro computacional para relatividade e gravitação, para desenvolver uma simulação que poderia explicar a origem das explosões de energia emitidas durante uma fusão de estrelas de nêutrons. Além disso, o professor George Biros da Austin Frontera tem aproveitado para construir modelos de desenvolvimento biofísicos de tumores cerebrais para diagnósticos mais eficientes e tratar gliomas, um tipo de tumor cerebral. Por fim, Olexandr Isayev, professor assistente na Univerdade da Carolina do Norte em Chapel Hill, está usando o sistema para treinar um modelo de inteligência artificial que descreve os campos de força e a energia potencial de moléculas baseado em sua estrutura 3D.