歐洲迎來百萬兆次級超級計算機
FRONTIER是世界上第一臺百萬兆次級超級計算機 - 或者至少是第一臺公開的超級計算機 - 即將在田納西州的橡樹嶺國家實驗室上線，用於一般科學用途。另一臺這樣的機器Aurora似乎有望在伊利諾伊州的阿貢國家實驗室完成。現在歐洲正在跟上步伐。透過5億歐元的泛歐努力，一臺名為JUPITER（創新和變革百萬兆次級研究聯合事業先鋒）的百萬兆次級超級計算機將於2023年某個時候在德國的Forschungszentrum Jülich安裝。
尤利希超級計算中心主任托馬斯·利珀特（Thomas Lippert）將JUPITER的加入以及歐洲更廣泛的超級計算基礎設施比作建造一個驚人的新望遠鏡，它將更好地解決世界問題。歐盟支援的高效能計算部門EuroHPC JU正在承擔新百萬兆次級機器成本的一半。其餘的來自德國聯邦和州。
根據定義，百萬兆次級超級計算機可以超過exaflop - 超過每秒五千萬億次浮點運算。這樣做需要巨大的機器。JUPITER將居住在一棟巨大的新建築中，裡面有幾個集裝箱大小的水冷外殼。這些機箱中的每一個都將容納一系列機櫃大小的機架，每個機架將支援許多單獨的處理節點。
將有多少個節點？JUPITER的數字尚未確定，但您可以從JUWELS （Jülich Wizard for European Leadership Science的簡寫）中獲得一些想法，這是一個最近升級的系統，目前在世界上最強大的超級計算機500強名單中排名第12位。JUPITER將坐在附近，但與JUWEL位於一棟單獨的建築物中，JUWEL擁有3，500多個計算節點。
截至發稿時，合同仍在招標中，該中心的科學家正在對新機器的晶片規格進行微調。即便如此，整體架構已經建立，局外人可以透過檢視尤利希和歐洲其他地方的其他笨拙機器來獲得一些關於期望的提示。
JUPITER將依賴於基於GPU的加速器以及包含CPU的通用叢集模組。規劃的架構還包括高容量磁碟和快閃記憶體儲存，以及用於存檔資料儲存的專用備份單元和磁帶系統。
JOWELS超級計算機使用Atos BullSequana X硬體，配備AMD EPYC處理器和Mellanox HDR InfiniBand互連。總部位於芬蘭的 LUMI（大型統一現代基礎設施的縮寫）是最近上線的 EuroHPC 支援的超級計算機，使用 HPE Cray 硬體、AMD EPYC 處理器和 HPE Slingshot 互連。LUMI目前排名世界第三。如果 Jupiter 效仿，它可能在許多方面與 Frontier 相似，後者於 2022 年 5 月達到百萬兆次級，也使用 Cray 硬體和 AMD 處理器。
利用歐洲新的超級計算能力
德國帕德博恩大學的計算機科學家Christian Plessl表示：“計算行業透過這些數字來衡量進展，就像一個非常雄心勃勃的目標：飛向月球，硬體方面只是一個方面。另一個問題是，你如何充分利用這些機器？
Plessl 與化學家托馬斯·庫內合作，對 HIV 和導致 COVID-19 的病毒 SARS-CoV2 的刺突蛋白進行了原子級模擬。去年五月，兩人使用Perlmutter超級計算機上執行的量子化學軟體，對他們的SARS模擬進行了exaflop規模的計算 - 涉及數百萬個原子在飛秒時間尺度上振動。它們超過了exaflop，因為這些計算是在較低的解析度下完成的，分別為16位和32位，而不是當前計算翻牌數標準的64位解析度。
Kühne對JUPITER及其執行更苛刻的高通量計算的潛力感到興奮，這種計算可能顯示如何利用陽光將水分解成氫氣和氧氣，用於清潔能源應用。巴塞羅那超級計算中心的Jose M。 Cela表示，百萬兆次級的能力對於某些燃燒模擬，真正的大規模流體動力學以及涵蓋整個氣候的行星模擬至關重要。
Lippert期待一種聯邦超級計算，其中幾個歐洲超級計算機中心將協同使用其巨大的機器，透過服務中心將計算分發到適當的超級計算機。Cela說，中心之間的通訊速度還不夠快，無法解決某些問題 - 例如，燃氣輪機燃燒模擬必須在一臺機器內完成。但這種方法可能對生命科學中的某些問題有用，例如遺傳和蛋白質分析。EuroHPC JU的Daniel Opalka表示，歐洲企業也將利用這一新興的超級計算基礎設施。
即使超級計算機變得越來越快，越來越大，它們也必須更加努力地工作才能提高能源效率。這在歐洲尤其重要，歐洲正在經歷一場可能長期而昂貴的能源危機。
JUPITER將在執行期間消耗15兆瓦的電力。計劃要求它使用清潔能源。隨著風力渦輪機變得越來越大，JUPITER的能源需求也許只需要幾個龐大的渦輪機就可以滿足。隨著冷卻水在強大的計算箱中迴圈，由此產生的熱水可用於為附近的家庭和企業供暖，就像芬蘭的LUMI所做的那樣。這是這個計算強國根據歐盟能源現實量身定製的另一種方式。
