Riken Fugaku: 7,6 Mio. ARM-Kerne für extrem schnellen Supercomputer

Supercomputer, Fujitsu, RIKEN, Fugaku Bildquelle: RIKEN
In Japan hat man es trotz der aktuellen Logistik-Schwierigkeiten hin­be­kom­men, den schnellsten Supercomputer aus ARM-Chips weitgehend zu vollenden. Dieser soll seine Rechenkraft nun auch direkt dem Kampf ge­gen die Corona-Pandemie zur Verfügung stellen.
Infografik Supercomputer: Summit hat die Power von 81.000 PlaystationsSupercomputer: Summit hat die Power von 81.000 Playstations
Das System namens Fugaku wird am staatlichen Forschungsinstitut RIKEN installiert. Erste Teile des neuen Supercomputers hat man bereits in Betrieb genommen. Der Hersteller Fujitsu konnte unterdessen alle geplanten Bauteile an das Ins­ti­tut liefern und in der nächsten Zeit sol­len die zahl­rei­chen Racks nach und nach dem Ge­samt­ver­bund hinzugefügt werden. Das kann sich allerdings noch bis ins kommende Jahr hinziehen.

Wenn das gesamte System zusammengesetzt ist, wird es eine Spitzenleistung von 537 Pe­ta­flops bringen. Damit steht der Rechner dann mit an der Spitze der aktuell schnellsten Su­per­com­pu­ter. Derzeit ist die IBM-Maschine Summit die Nummer 1, die es auf rund 200 Pe­ta­flops bringt. Bis Fugaku fertig ist, dürfte aber noch neue Konkurrenz hinzukommen - im­mer­hin strebt die HPC-Szene inzwischen mit großen Schritten Richtung Exaflops-Leistungen.

Sehr viele Kerne

Während aber die meisten Spitzensysteme auf Kom­bi­na­tio­nen von x64-CPUs und Gra­fik­be­schleu­ni­gern setzen, verwendet man bei dem ja­pa­ni­schen Supercomputer ausschließlich ARM-SoCs. Diese werden von Fujitsu selbst ent­wi­ckelt und als A64FX bezeichnet. In jedem Chip stecken hier 48 Cores für die eigentliche Re­chen­ar­beit. Vier weitere Kerne werden für das Betriebssystem, die Anwendungs-Software und die Aufgabenverteilung bereitgehalten. Ein ein­zel­ner A64FX kommt so auf eine Leistung von 2,7 Teraflops.

Fugaku wird aus insgesamt mehr als 400 Racks bestehen, in denen dann zu­sam­men­ge­nom­men 158.976 Prozessoreinheiten von Fujitsu stecken. Für die Re­chen­ar­bei­ten ste­hen dann also rund 7,6 Millionen Kerne zur Verfügung und es ist schon eine ordentliche Leistung, diese optimal in Einklang für die anstehenden Arbeiten zu bringen.

Ein vielbeschworener Vorteil von ARM-Chips ist der vergleichsweise geringe Energiebedarf, der es hier möglich macht, so viele Chips in Betrieb zu schicken. Ein Intel Xeon SP Gold bringt aktuell beispielsweise 5,84 Gigaflops pro Watt hervor, während hier nun 16,78 Gigaflops pro Watt geschafft werden. Noch vor der kompletten Fertigstellung wollen japanische Forscher auf dem Rechner Simulationen fahren, mit denen beispielsweise Impfstoff-Kandidaten gegen Covid-19 und der Verlauf von Tröpfcheninfektionen in geschlossenen Räumen besser ver­stan­den werden sollen.

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