Техасский центр передовых вычислений (TACC) при Техасском университете в Остине (США) на конференции по высокопроизводительным вычислениям SC23 анонсировал суперкомпьютер Vista, ориентированный на задачи ИИ и машинного обучения. Запуск этого комплекса в эксплуатацию запланирован на начало 2024 года.

Отмечается, что Vista станет связующим звеном между нынешним суперкомпьютером TACC Frontera и будущей системой TACC Horizon, проект которой финансируется Национальным научным фондом (NSF). Ввод Horizon в строй намечен на 2025 год: ожидается, что этот комплекс будет на порядок быстрее Frontera.

Что касается Vista, то эта система знаменует собой переход от традиционной архитектуры х86, которая применяется во Frontera и системах Stampede, в пользу Arm. В частности, будут задействованы суперчипы NVIDIA GH200 Grace Hopper, которые содержат 72-ядерный Arm-процессор NVIDIA Grace и ускоритель NVIDIA H200.

В составе Vista чипами GH200 будут оборудованы немногим более половины всех вычислительных узлов. Оставшиеся узлы получат процессор NVIDIA Grace CPU Superchip, содержащий два кристалла Grace в одном модуле (144 ядра).

Источник изображения: TACC

Для Vista предусмотрено использование 400G-интерконнекта NVIDIA Quantum-2 InfiniBand. Компания VAST Data предоставит для суперкомпьютера высокопроизводительное флеш-хранилище, подключенное к Stampede3. Вычислительные узлы будут производиться компанией Gigabyte, а интеграцию обеспечит Dell.

Vultr, крупнейший в мире частный облачный провайдер, объявил о доступности суперчипа NVIDIA GH200 Grace Hopper во всех своих 32 облачных регионах. Портфолио провайдера также включает предложения на базе HGX H100, A100, L40S, A40 и A16. Vultr видит свою миссию в том, чтобы сделать HPC-решения простыми в использовании и доступными для предприятий и разработчиков по всему миру.

Ускорители NVIDIA интегрированы с широким спектром предложений Vultr в области виртуализированных облачных платформ и bare metal, а также с управляемыми кластерами Kubernetes, управляемыми базами данных, блочными и объектными хранилищами и многим другим. Этот комплексный набор продуктов и услуг делает Vultr предпочтительным универсальным облачным поставщиком для предприятий любого размера с критически важными инициативами в области ИИ и машинного обучения, считает компания.

Источник изображения: Vultr

Vultr также объявила о получении статуса NVIDIA Elite в партнёрской сети NVIDIA в области вычислений — NVIDIA Partner Network for Compute Competency. Статус ориентирован на партнёров, которые предоставляют вычислительные платформы с ускорителями NVIDIA для корпоративных заказчиков. Партнёры по Compute должны обеспечивать высокую производительность, масштабируемость и безопасность для каждой платформы.

Компания NVIDIA сообщила о том, что её суперчип GH200 Grace Hopper ляжет в основу более чем 40 ИИ-суперкомпьютеров по всему миру, которые используются в исследовательских центрах, на облачных площадках и пр. Отмечается, что в скором времени станут доступны десятки новых НРС-систем на базе GH200. Этот суперчип позволяет решать самые сложные научные задачи на базе ИИ, которые требуют обработки терабайт данных.

В совокупности вычислительные системы на базе GH200, как сообщается, обеспечат ИИ-производительность около 200 Эфлопс. В частности, HPE объявила, что интегрирует GH200 в суперкомпьютеры HPE Cray. Узлы EX254n оснащаются двумя модулями Quad GH200 с четырьмя суперчипами в каждом, обеспечивая возможность масштабирования до десятков тысяч узлов. Аналогичный подход используется и в платформе Eviden BullSequana XH3000, которую Юлихский исследовательский центр (FZJ) в Германии получит в составе Jupiter — первого европейского суперкомпьютера экзафлопсного класса.

Источник изображения: NVIDIA

Объединённый центр передовых высокопроизводительных вычислений в Японии (JCAHPC) намерен использовать суперчип в своём суперкомпьютере следующего поколения. Техасский центр передовых вычислений при Техасском университете в Остине (США) оборудует суперчипами НРС-систему Vista. Национальный центр суперкомпьютерных приложений при Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне будет использовать решения GH200 в составе ИИ-платформы DeltaAI. А Британия получит ИИ-суперкомпьютер Isambard-AI на основе этого суперчипа, который разместится в Бристольском университете.

Источник изображения: NVIDIA

Все эти системы присоединяются к ранее анонсированным платформам на базе GH200 от Швейцарского национального суперкомпьютерного центра (CSCS) и SoftBank Corp. GH200 уже доступен у некоторых поставщиков облачных услуг, таких как Lambda и Vultr. CoreWeave объявила о планах открыть инстансы GH200 в I квартале 2024 года. Другие производители систем, такие как ASRock Rack, ASUS, Gigabyte и Ingrasys, начнут поставки серверов с этими суперчипами к концу года.

NVIDIA анонсировала ускорители H200 на базе всё той же архитектуры Hopper, что и их предшественники H100, представленные более полутора лет назад. Новый H200, по словам компании, первый в мире ускоритель, использующий память HBM3e. Вытеснит ли он H100 или останется промежуточным звеном эволюции решений NVIDIA, покажет время — H200 станет доступен во II квартале следующего года, но также в 2024-м должно появиться новое поколение ускорителей B100, которые будут производительнее H100 и H200.

HGX H200 (Источник здесь и далее: NVIDIA)

H200 получил 141 Гбайт памяти HBM3e с суммарной пропускной способностью 4,8 Тбайт/с. У H100 было 80 Гбайт HBM3, а ПСП составляла 3,35 Тбайт/с. Гибридные ускорители GH200, в состав которых входит H200, получат до 480 Гбайт LPDDR5x (512 Гбайт/с) и 144 Гбайт HBM3e (4,9 Тбайт/с). Впрочем, с GH200 есть некоторая неразбериха, поскольку в одном месте NVIDIA говорит о 141 Гбайт, а в другом — о 144 Гбайт HBM3e. Обновлённая версия GH200 станет массово доступна после выхода H200, а пока что NVIDIA будет поставлять оригинальный 96-Гбайт вариант с HBM3. Напомним, что грядущие конкурирующие AMD Instinct MI300X получат 192 Гбайт памяти HBM3 с ПСП 5,2 Тбайт/с.

На момент написания материала NVIDIA не раскрыла полные характеристики H200, но судя по всему, вычислительная часть H200 осталась такой же или почти такой же, как у H100. NVIDIA приводит FP8-производительность HGX-платформы с восемью ускорителями (есть и вариант с четырьмя), которая составляет 32 Пфлопс. То есть на каждый H200 приходится 4 Пфлопс, ровно столько же выдавал и H100. Тем не менее, польза от более быстрой и ёмкой памяти есть — в задачах инференса можно получить прирост в 1,6–1,9 раза.

При этом платы HGX H200 полностью совместимы с уже имеющимися на рынке платформами HGX H100 как механически, так и с точки зрения питания и теплоотвода. Это позволит очень быстро обновить предложения партнёрам компании: ASRock Rack, ASUS, Dell, Eviden, GIGABYTE, HPE, Lenovo, QCT, Supermicro, Wistron и Wiwynn. H200 также станут доступны в облаках. Первыми их получат AWS, Google Cloud Platform, Oracle Cloud, CoreWeave, Lambda и Vultr. Примечательно, что в списке нет Microsoft Azure, которая, похоже, уже страдает от недостатка H100.

GH200 уже доступны избранным в облаках Lamba Labs и Vultr, а в начале 2024 года они появятся у CoreWeave. До конца этого года поставки серверов с GH200 начнут ASRock Rack, ASUS, GIGABYTE и Ingrasys. В скором времени эти чипы также появятся в сервисе NVIDIA Launchpad, а вот про доступность там H200 компания пока ничего не говорит.

Одновременно NVIDIA представила и базовый «строительный блок» для суперкомпьютеров ближайшего будущего — плату Quad GH200 с четырьмя чипами GH200, где все ускорители связаны друг с другом посредством NVLink по схеме каждый-с-каждым. Суммарно плата несёт более 2 Тбайт памяти, 288 Arm-ядер и имеет FP8-производительность 16 Пфлопс. На базе Quad GH200 созданы узлы HPE Cray EX254n и Eviden Bull Sequana XH3000. До конца 2024 года суммарная ИИ-производительность систем с GH200, по оценкам NVIDIA, достигнет 200 Эфлопс.

Компания NVIDIA в ходе конференции по высокопроизводительным вычислениям SC23 сообщила о том, что её суперчип GH200 Grace Hopper станет одной из ключевых составляющих НРС-системы Jupiter — первого европейского суперкомпьютера экзафлопсного класса.

Узел BullSequana XH3000 (Источник здесь и далее: NVIDIA)

Jupiter — проект Европейского совместного предприятия по развитию высокопроизводительных вычислений (EuroHPC JU). Комплекс расположится в Юлихском исследовательском центре (FZJ) в Германии. В создании суперкомпьютера участвуют NVIDIA, ParTec, Eviden и SiPearl. Архитектура системы модульная, что позволяет адаптировать её под разные классы задач.

В основу одного из основных блоков Jupiter ляжет платформа Eviden BullSequana XH3000 с прямым жидкостным охлаждением, а в состав каждого узла войдут модули Quad GH200. Общее количество суперчипов составит 23752. В качестве интерконнекта будет применяться NVIDIA Quantum-2 InfiniBand. Быстродействие на операциях обучения ИИ составит до 93 Эфлопс, а FP64-производительность должна достичь 1 Эфлопс. При этом общая потребляемая мощность Jupiter составит всего 18,2 МВт.

Применять систему Jupiter планируется для решения наиболее сложных задач. Среди них — моделирование климата и погоды в высоком разрешении (на базе NVIDIA Earth-2), создание новых лекарственных препаратов (NVIDIA BioNeMo и NVIDIA Clara), исследования в области квантовых вычислений (NVIDIA cuQuantum и CUDA Quantum), промышленное проектирование (NVIDIA Modulus и NVIDIA Omniverse). Ввод Jupiter в эксплуатацию запланирован на 2024 год.

Правительство Великобритании о выделении £225 млн ($273 млн) на строительство самого мощного в стране суперкомпьютера Isambard производительностью более 200 Пфлопс в FP64-вычислениях и более 21 Эфлопс в ИИ-задачах. Как сообщает The Register, новая машина на базе тысяч гибридных Arm-суперчипов NVIDIA Grace Hopper (GH200) разместится в Бристольском университете и будет построена HPE.

Ожидается, что машина будет введена в эксплуатацию в следующем году и поможет в выполнении самых разных задач, от автоматизированной разработки лекарств до анализа климатических изменений, от изучения и внедрения нейросетей в робототехнике до задач, связанных с обеспечением национальной безопасности и обработкой больших данных. Isambard-AI войдёт в десятку самых быстрых суперкомпьютеров мира. Пока что самый быстрый суперкомпьютер Великобритании — это 20-Пфлопс система Archer2, занимающая 30-ю позицию в рейтинге TOP500 и введённая в строй всего пару лет назад.

Isambard-AI получит 5448 гибридных чипов NVIDIA GH200 GraceHopper с 96/144 Гбайт HBM-памяти. Используется платформа HPE Cray EX с интерконнектом Slingshot 11 и СЖО. 25-Пбайт хранилище использует СХД Cray ClusterStor E1000. Система будет размещена в ЦОД с автономным охлаждением, а система утилизации избыточного тепла позволит обогревать близлежащие здания. Первыми выгодоприобретателями проекта Isambard-AI станут команды Frontier AI Task Force и AI Safety Institute, намеренные смягчить угрозу со стороны ИИ национальной безопасности Великобритании.

Изображение: HPE

Компанию Isambard-AI составит ранее анонсированный Arm-суперкомпьютер Isambard-3, который также построит HPE. Эту машину введут в эксплуатацию следующей весной, она обеспечит британским учёным ранний доступ к вычислительным мощностям на первом этапе реализации проекта Isambard-AI. Isambard-3 получит 384 суперчипа NVIDIA Grace, а его пиковое быстродействие в FP64-вычислениях составит 2,7 Пфлопс.

Всего в различные ИИ-проекты британские власти вложат порядка £900 млн ($1,1 млрд). В частности, вместе с Isambard-AI был объявлен и суперкомпьютер Dawn, который разместится в Кембридже. Хотя ранее NVIDIA описывала Isambard-AI как самый быстрый в стране, создатели Dawn утверждают, что быстрейшим будет именно он. Система будет полагаться на серверы Dell PowerEdge XE9640 с процессорами Sapphire Rapids и ускорителями Max.

Компания Supermicro сообщила о начале поставок первых в отрасли серверов на базе суперчипа NVIDIA GH200 Grace Hopper, предназначенных для поддержания ресурсоёмких нагрузок ИИ. Дебютировали стоечные решения в форм-факторах 1U и 2U с воздушным и жидкостным охлаждением.

Серверы используют модульную платформу NVIDIA MGX, которая специально разработана для упрощения создания ИИ-систем. Разработчики на этапе проектирования выбирают базовую архитектуру для шасси, после чего добавляются CPU, GPU и DPU в той или иной конфигурации для решения определённых задач.

В общей сложности выпущены шесть систем (см. характеристики в таблицах ниже). Все они допускают установку накопителей стандарта E1.S с возможностью горячей замены и SSD формата M.2. Есть слоты PCIe 5.0 x16 с поддержкой NVIDIA BlueField-3 и ConnectX-7. Питание обеспечивают два или три блока мощностью 2000 или 2700 Вт.

Источник изображений: Supermicro

В список анонсированных серверов входят:

• ARS-111GL-NHR — 1U, 1 × GH200 Grace Hopper, воздушное охлаждение;
• ARS-111GL-NHR-LCC — 1U, 1 × GH200 Grace Hopper, жидкостное охлаждение;
• ARS-111GL-DHNR-LCC — 1U, 2 × GH200 Grace Hopper, 2 узла, жидкостное охлаждение;
• ARS-121L-DNR — 1U, 2 × Grace CPU в каждом из двух узлов, воздушное охлаждение;
• ARS-221GL-NR — 2U, 1 × Grace CPU, воздушное охлаждение;
• SYS-221GE-NR — 2U, 2 × Intel Xeon Sapphire Rapids, до 4 × NVIDIA H100, воздушное охлаждение.

Supermicro отмечает, что заказчики могут использовать новые серверы в комплексе с софтом NVIDIA, включая NVIDIA AI Enterprise, для решения разнообразных задач в области генеративного ИИ, компьютерного зрения, речевых приложений и машинного обучения. А набор NVIDIA HPC SDK содержит компиляторы, библиотеки и программные инструменты, необходимые для организации высокопроизводительных вычислений.

Компания NVIDIA анонсировала вычислительную платформу нового типа DGX GH200 AI Supercomputer для генеративного ИИ, обработки огромных массивов данных и рекомендательных систем. HPC-платформа станет доступна корпоративным заказчикам и организациям в конце 2023 года. Платформа представляет собой готовый ПАК и включает, в частности, наборы ПО NVIDIA AI Enterprise и Base Command.

Для платформы предусмотрено использование 256 суперчипов NVIDIA GH200 Grace Hopper, объединённых при помощи NVLink Switch System. Каждый суперчип содержит в одном модуле Arm-процессор NVIDIA Grace и ускоритель NVIDIA H100. Задействован интерконнект NVLink-C2C (Chip-to-Chip), который, как заявляет NVIDIA, значительно быстрее и энергоэффективнее, нежели PCIe 5.0. В результате, скорость обмена данными между CPU и GPU возрастает семикратно, а затраты энергии сокращаются примерно в пять раз. Пропускная способность достигает 900 Гбайт/с.

Источник изображений: NVIDIA

Технология NVLink Switch позволяет всем ускорителям в составе системы функционировать в качестве единого целого. Таким образом обеспечивается производительность на уровне 1 Эфлопс (~ 9 Пфлопс FP64), а суммарный объём памяти достигает 144 Тбайт — это почти в 500 раз больше, чем в одной системе NVIDIA DGX A100. Архитектура DGX GH200 AI Supercomputer позволяет добиться 10-кратного увеличения общей пропускной способности по сравнению с HPC-платформой предыдущего поколения.

Ожидается, что Google Cloud, Meta✴ и Microsoft одними из первых получат доступ к суперкомпьютеру DGX GH200, чтобы оценить его возможности для генеративных рабочих нагрузок ИИ. В перспективе собственные проекты на базе DGX GH200 смогут реализовывать крупнейшие провайдеры облачных услуг и гиперскейлеры. Для собственных нужд NVIDIA до конца 2023 года построит суперкомпьютер Helios, который посредством Quantum-2 InfiniBand объединит сразу четыре DGX GH200.

На GTC 2022 весной этого года NVIDIA впервые заявила о себе, как о производителе мощных серверных процессоров. Речь идёт о чипах Grace и гибридных сборках Grace Hopper, сочетающих в себе ядра Arm v9 и ускорители на базе архитектуры Hopper, поставки которых должны начаться в первой половине следующего года. Многие разработчики суперкомпьютеров уже заинтересовались новинками. В преддверии конференции Hot Chips 34 компания раскрыла ряд подробностей о чипах.

Grace производятся с использованием техпроцесса TSMC 4N — это специально оптимизированный для решений NVIDIA вариант N4, входящий в серию 5-нм процессов тайваньского производителя. Каждый кристалл процессорной части Grace содержит 72 ядра Arm v9 с поддержкой масштабируемых векторных расширений SVE2 и расширений виртуализации с поддержкой S-EL2. Как сообщалось ранее, NVIDIA выбрала для новой платформы ядра Arm Neoverse.

Источник: NVIDIA

Процессор Grace также соответствует ряду других спецификаций Arm, в частности, имеет отвечающий стандарту RAS v1.1 контроллер прерываний (Generic Interrupt Controller, GIC) версии v4.1, блок System Memory Management Unit (SMMU) версии v3.1 и средства Memory Partitioning and Monitoring (MPAM). Базовых кристаллов у Grace два, что в сумме даёт 144 ядра — рекордное количество как в мире Arm, так и x86.

Внутренняя организация кластеров ядр в Grace. Источник: NVIDIA

Внутренние блоки Grace соединяются посредством фабрики Scalable Coherency Fabric (SCF), вариации NVIDIA на тему сети CMN-700, применяемой в дизайнах Arm Neoverse. Производительность данного интерконнекта составляет 3,2 Тбайт/с. В случае Grace он предполагает наличие 117 Мбайт кеша L3 и поддерживает когерентность в пределах четырёх сокетов (посредством новой версии NVLink).

Но SCF поддерживает масштабирование. Пока что в «железе» она ограничена двумя блоками Grace, а это уже 144 ядра и 234 Мбайт L3-кеша. Ядра и кеш-разделы (SCC) рапределены по внутренней mesh-фабрике SCF. Коммутаторы (CSN) служат интерфейсами для ядер, кеш-разделов и остальными частями системы. Блоки CSN общаются непосредственно друг с другом, а также с контроллерами LPDDR5X и PCIe 5.0/cNVLink/NVLink C2C.

Блок-схема кристалла Grace. Источник: NVIDIA

В чипе реализована поддержка PCI Express 5.0. Всего контроллер поддерживает 68 линий, 12 из которых могут также работать в режиме cNVLink (NVLink с когерентностью). x16-интерфейс посредством бифуркации может быть превращен в два x8. Также на приведённой NVIDIA диаграмме можно видеть целых 16 двухканальных контроллеров LPDDR5x. Заявлена ПСП на уровне свыше 1 Тбайт/с для сборки (до 546 Гбайт/с на кристалл CPU).

Источник: NVIDIA

Основной же межчиповой связи NVIDIA видит новую версию NVLink — NVLink-C2C, которая в семь раз быстрее PCIe 5.0 и способна обеспечить двунаправленную скорость передачи данных на уровне до 900 Гбайт/с, будучи при этом в пять раз экономичнее. Удельное потребление у новинки составляет 1,3 пДж/бит, что меньше, нежели у AMD Infinity Fabric с 1,5 пДж/бит. Впрочем, существуют и более экономичные решения, например, UCIe (~0,5 пДж/бит).

Новый вариант NVLink обеспечит кластер на базе Grace Hopper единым пространством памяти. Источник: NVIDIA

NVLink-C2C позволяет реализовать унифицированный «плоский» пул памяти с общим адресным пространством для Grace Hopper. В рамках одного узла возможно свободное обращение к памяти соседей. А вот для объединения нескольких узлов понадобится уже внешний коммутатор NVSwitch. Он будет занимать 1U в высоту, и предоставлять 128 портов NVLink 4 с агрегированной пропускной способностью до 6,4 Тбайт/с в дуплексе.

Источник: NVIDIA

Производительность Grace также обещает быть рекордно высокой благодаря оптимизированной архитектуре и быстрому интерконнекту. Даже по предварительным цифрам, опубликованным NVIDIA, речь идёт о 370 очках SPECrate2017_int_base для одного кристалла Grace и 740 очках для 144-ядерной сборки из двух кристаллов — и это с использованием обычного компилятора GCC без тонких платформенных оптимизаций. Последняя цифра существенно выше результатов, показанных 128-ядерными Alibaba T-Head Yitian 710, также использующим архитектуру Arm v9, и 64-ядерными AMD EPYC 7773X.

Главным событием GTC 2022 стал анонс новых ускорителей H100 (Hopper), которые станут доступны в III квартале 2022 года. Вслед за ними в первой половине 2023 года появятся давно обещанные CPU Grace и гибридная система Grace Hopper, сочетающие, как понятно из названия, процессоры Grace (ARMv9) и ускорители Hopper.

Как и было сказано ранее, для связи всех компонентов между собой будет использоваться mesh-сеть на базе всё той же шины NVLink 4.0 (900 Гбайт/с) с кеш-когерентностью. А сочетание LPDDR5X (с ECC, конечно) и HBM даст суммарный объём памяти до 600 Гбайт с общей полосой пропускания порядка 2 Тбайт/с. Для Grace Hopper компания подготовит полный стек ПО, благо портированием на Arm она начала заниматься ещё 3 года назад.

NVIDIA Grace (Изображения: NVIDIA)

Двухчиповый процессор Grace Superchip для ИИ- и HPC-нагрузок имеет 144 ядра, результат которых в SPECrate2017_int_base составляет 740, что, по словам компании, в полтора раза выше, чему у пары AMD EPYC, использующихся в DGX A100. И это, честно говоря, не такой уж и впечатляющий результат.

Но NVIDIA утверждает, что новые CPU вдвое лучше по отношению производительности к энергопотреблению, чем «традиционные серверы» — использование LPDDR5X позволяет добиться пропускной способности памяти в 1 Тбайт/с, а вся сборка CPU+RAM будет потреблять менее 500 Вт.

Чипы (или чиплеты, если хотите) в Grace Superchip тоже объединены посредством NVLink, только в данном случае этот интерконнект называется NVLink-C2C (Chip-to-Chip). И его NVIDIA предлагает использовать другим компаниям для создания кастомных сборок, объединяющих необходимые кристаллы, да и сама готова масштабировать и адаптировать свои решения под нужды заказчика.

По словам NVIDIA, NVLink-C2C в 25 раз энергоэффективнее PCIe 5.0, а для его реализации нужна в 90 раз меньшая площадь кремния. Шина предлагает высокую скорость (да-да, всё те же 900 Гбайт/с), низкий уровень задержек, поддержку атомарных операций и совместимость с Arm AMBA CHI, CXL и UCIe.