Abstract

This work includes analysis of the computation nodes of modern supercomputers from two perspectives; first the hardware components focus and secondly discuss the infrastructure. Identified trends leads to basic options of computation node design. The paper classifies the modern architectures of universal processing cores and specialized hardware accelerators cores; studies the recent trends in memory hierarchy design and intra-node interconnect; the paper includes ways of using the non-volatile memory in modern memory hierarchy. Furthermore, the paper analyses the recent trends in HPC infrastructure, in particular in modern liquid cooling approaches and monitoring. The basic variants of HPC computing nodes design are based on energy efficient universal processor and set of energy-efficient specialized hardware accelerators cores, according to the observed trends. The paper focuses on recent technologies that are currently at various stages of production or at the functional prototype stage. The study also discusses state-of-the-art computational challenges and algorithms-to-architecture mapping issues. Lastly, the paper discusses the current technological problems and main areas to maintain the progress in HPC area.

Highlights

  • Простое масштабирование существующих технологий не будет эффективным решением

  • The basic variants of HPC computing nodes design are based on energy efficient universal processor and set of energy-efficient specialized hardware accelerators cores, according to the observed trends

  • Grant R.E., Levenhagen M., Olivier S.L., DeBonis D., Pedretti K.T., Laros III J.H. Standardizing Power Monitoring and Control at Exascale

Read more

Summary

Задачи и вычислительные ядра

Практически одинаковый аппаратный уровень может быть использован как для обработки данных, так и для вычислений, а существенная разница наблюдается лишь на уровне инструментального и промежуточного программного обеспечения для ряда задач машинного обучения и глубокого обучения. Тенденции развития вычислительных узлов современных суперкомпьютеров они будут составлять около половины задач, а оставшийся объем займут задачи обработки больших данных, искусственного интеллекта, машинного обучения и глубокого обучения. Немаловажен тот факт, что специализированные ядра кроме их эффективности на определенном классе задач, являются также и энергоэффективными. Специализированные ядра (типичная роль — ускоритель, сопроцессор, «тонкие») могут быть классифицированы следующим образом:. Подчеркнем тот факт, что многие задачи считаются как на универсальных ядрах, так и на специализированных (в том числе и упрощенных универсальных). Существуют оценки, например, в отчете DOE [9], что приблизительные вычислительные требования ряда задач к 2025 году возрастут в 100–1000 раз

Компоненты узла суперкомпьютера
Универсальные ядра
Специализированные ядра
Память
Энергонезависимая память
Внутриузловой интерконнект
Охлаждение
Датчики и сенсоры
Отображение вычислительных задач на архитектуру
18. CORAL Collaboration
35. Product Brief
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call