Az új megoldás azt a szűk keresztmetszetet hivatott megszüntetni, amely a mind magasabb sebességszintet elérő nagy teljesítményű számítástechnika (HPC) és a bővülő adattömeget egyre nehezebben kezelő tárolórendszerek között keletkezik.

 

A nyolc partner részvételével zajló projekt** a nagy teljesítményű számítástechnika I/O-teljesítményproblémáját kívánja orvosolni, amely jelenleg az iparág egészében gátolja a kutatás-fejlesztést. Gyorsítani szeretné a kutatói munka folyamatát, a vállalatok számára pedig az ötletek gyakorlati értékké alakítását, a termékek és a szolgáltatások piacra vitelét. A nagy I/O teljesítményt igénylő feladatoknál a jelenlegi rendszerek hátráltatják a HPC-kutatásokat például a szimuláció, a mesterséges intelligencia, az adatanalitika és a mélytanulás területén. Ezekben a szegmensekben fontos a hosszú adatsorok feldolgozó egységekhez lehető legközelebbi tárolása a gyors memóriában például a „transfer learning” (a megszerzett tudás átvitele egy másik területre) és a „reinforcement learning” (megerősítéses tanulás) esetében. 

 

 

Az I/O-teljesítményprobléma megoldása komoly előnyöket hoz sokféle tudományos és műszaki területen, hiszen így a kutatók és mérnökök valós időben megtudhatják, mi történik a számítógépes szimulációk közben (például egy gépkocsiban a szélcsatornában), és azonnal, még a szimuláció futása közben korrigálhatják a tervezési paramétereket. Az időjárás- és éghajlatmodellezés szintén nagy I/O-teljesítményt igénylő feladat. A pontos előrejelzéseket óriási tömegű adatot generáló, rövid számítási ciklusokban kalkulálják, és ezek alapján készítik el a prognózisok tucatjait a különböző intézményi, tudományos és ipari ügyfelek számára. 

 

A HPC-rendszerek tervezése, megépítése és üzemeltetése terén szerzett tapasztalatait, fejlesztőcsapatát és augsburgi gyártólétesítményeit bevetve a Fujitsu hardveres szakértelemmel járul hozzá az uniós projekthez. A különböző európai országokban működő nyolc partner bevonásával zajló NEXTGenIO projektet Mark Parsons professzor, az Edinburgh-i Egyetem szuperszámítógépes központjának (EPCC) vezetője koordinálja. 

 

A NEXTGenIO projekt prototípus-rendszere elsőként a frankfurti ISC High Performance*** szakkiállításon mutatkozott be a nagyközönségnek a Fujitsu standján tartott demó keretében. A rendszer az Intel Optane DC Persistent Memory (NVRAM) memóriamodulja segítségével szünteti meg az I/O-teljesítmény korlátait, és nyújt bájtszinten címezhető hozzáérést a jövő Intel Xeon processzorai számára a legfejlettebb SSD-knél jóval magasabb sebességen. 

 

A HPC-rendszerek teljesítményét jelenleg PetaFlop/másodpercben mérik (1015 lebegőpontos művelet másodpercenként). A projektpartnerek arra számítanak, hogy a fejlesztés nyomán sikerül majd megvalósítani a gyorsabb szimulációt és nagyobb adatelemzési/gépi tanulási teljesítményt igénylő, komplex tudományos és műszaki modelleket, és közelebb kerülni az 1000 PetaFlop/másodperc teljesítmény nyújtására képes, exa-nagyságrendű (exascale) számítástechnikai rendszerek kidolgozásához.

 

„Az I/O szűk keresztmetszetének megszüntetésével és az exa-nagyságrendű számítástechnika felé vezető út megnyitásával új lehetőségekhez juttatjuk a jelenlegi technológiák határait feszegető kutatókat. Lehetővé tesszük számukra, hogy új felismerésekhez jussanak, és gyorsabban megvalósíthassák ötleteiket. A Fujitsu részvétele ebben a fontos EU Horizon 2020 projektben bizonyítja, hogy partnerként tudjuk támogatni az élvonalbeli technológiai fejlesztéseket. Mindez túlmutat technológiai és gyártási képességeinken, és igazolja a Fujitsu ‘co-creation’ szemléletének létjogosultságát. Az általunk végzett munka ügyfeleink, partnereink, a társadalom egésze és saját magunk számára is széles körű előnyöket biztosít” – mutatott rá Glenn Fitzgerald, a Fujitsu EMEIA-régióbeli terméküzletágának technológiai vezérigazgató-helyettese.

 

„Az ilyen bonyolult HPC-kihívások legyőzéséhez együttműködésre van szükség. A NEXTGenIO összehozta egymással Európa legfontosabb K+F szervezeteit ezen a területen, és nagyon örülök neki, hogy a Fujitsu bemutatta munkánk eredményeit az idei ISC-n. Az NVRAM technológia új alapokra helyezi a HPC I/O-teljesítményt, és a Fujitsu kiváló augsburgi gyártólétesítménye támogatásával sikerült kifejlesztenünk az első olyan rendszert, amely e forradalmi memóriatechnológiával működik” – nyilatkozta Mark Parsons professzor, az EPCC igazgatója, az Edinburgh-i Egyetem e-kutatásokért felelős dékánja, és a NextGenIO projekt koordinátora. 

 

________________

* A NEXTGenIO projektet az Európai Unió Horizon 2020 kutatási és innovációs programja keretében kötött 671951 sz. támogatási szerződés keretében finanszírozzák.

** A NEXTGenIO projektben részt vevő partnerek:

• Arctur: kis- és középméretű vállalatokra szakosodott HPC-számítógépes központ, amely ipari feladatok elvégzésében szerzett szakértelmével járul hozzá a projekthez 
• ARM/Allinea: az I/O- és az NVRAM-teljesítményről tájékoztató, fejlett profilkészítő eszközök fejlesztője 
• Barcelona Supercomputing Center: optimalizált fájlrendszereket és objektumtároló köztesszoftvereket fejleszt a NEXTGenIO rendszerhez és támogatást nyújt a gépi tanulási feladatokhoz 
• EPCC, Edinburgh-i Egyetem: az adatkezelés ütemezéséhez fejleszt rendszerszoftvereket, valamint a szimulációs alkalmazásokhoz és az alkalmazások karaktermeghatározásához nyújt támogatást 
• Középtávú Időjárás-előrejelzések Európai Központja: feladatgeneráló eszközt fejleszt, és komplex középtávú időjárás-előrejelző feladatokkal járul hozzá a projekthez 
• Fujitsu: hardveres HPC-szakértelmet biztosít augsburgi fejlesztőcsapatával és gyártólétesítményeivel 
• Intel: NVRAM- és rendszertechnológiát biztosít, vezeti a feladat-karaktermeghatározási és benchmarking munkát 
• Drezdai Műszaki Egyetem: az I/O- és az NVRAM-viselkedésről páratlan részletességgel tájékoztató eszközöket fejleszt

*** A Fujitsu a frankfurti vásárközpontban 2018. június 24. és 28. között megrendezett ISC 2018 ezüst fokozatú támogatója volt. Termékeit az E-1020-as standon állította ki.