Os aceleradores AMD Instinct MI100 ajudam a estudar o comportamento da galáxia

Hoje, o primeiro lugar na lista dos supercomputadores mais poderosos do planeta é ocupado pelo japonês Fugaku, construído com base nos processadores Fujitsu A64FX Arm. Mas os tempos de seu reinado, ao que parece, não vão durar muito – este ano será lançado o American Frontier, que terá que tirar do trono o atual rei da supercomputação: a combinação dos aceleradores AMD EPYC e Instinct MI100 vai permitir-lhe para superar a barreira exascale.

Como já sabemos, ORNL Frontier é baseado na plataforma HPE Cray EX. Cada gabinete padrão no novo sistema pode conter até 64 módulos de computação com duas placas carregando dois processadores AMD EPYC. Eles serão complementados por aceleradores AMD Instinct MI100, e o Cray Slingshot será usado como uma interconexão. Ao contrário do Fugaku, o Frontier é um sistema heterogêneo.

Supercomputadores com este poder permitirão pesquisas que antes eram inacessíveis aos cientistas. Um dos programas desenvolvidos em Oak Ridge for the Frontier é o CHOLLA. Estamos falando de um conjunto de softwares especializados sob o nome geral de “Hidrodinâmica Computacional em Arquitetura Paralela” (dinâmica de fluidos computacional em uma arquitetura paralela). Uma das principais áreas de aplicação desse software é a astrofísica.

Diagrama de blocos de módulos computacionais em MI100

Usar o poder da Fronteira nos permitirá entender como as mudanças ocorrem em galáxias que estão dispostas como nossa Via Láctea, e será possível ver essas mudanças – a formação, evolução e morte de estrelas individuais na escala de toda a galáxia. – em uma resolução suficientemente alta. Será modelado o comportamento de 10 mil células cúbicas do espaço sideral (aproximadamente 50 mil parsecs) ao longo de 500 milhões de anos. Este é o primeiro projeto de astronomia computacional em uma escala tão grande.

O projeto CHOLLA, lançado na Frontier, ajudará a entender o comportamento da misteriosa matéria escura

É interessante que inicialmente o software CHOLLA foi projetado para a plataforma NVIDIA CUDA, mas portar para um análogo aberto na pessoa do AMD ROCm acabou sendo muito simples. Segundo um dos cientistas do laboratório de Oak Ridge, o trabalho principal foi concluído em poucas horas, e se trata de um software que simulará a vida de uma galáxia inteira. Além disso, o desempenho do CHOLLA aumentou 1,4 vezes sem nenhuma otimização em comparação com a versão rodando no NVIDIA Tesla V100. A versão otimizada pode ser ainda mais eficiente.