Frontera est le supercalculateur le plus rapide de toutes les universités et le cinquième système le plus puissant au monde. Crédit :Jorge Salazar, TACC
Le Texas Advanced Computing Center (TACC) de l'Université du Texas à Austin a lancé aujourd'hui Frontera, le supercalculateur le plus rapide de toutes les universités et le 5ème système le plus puissant au monde. TACC abrite également Stampede2, le deuxième supercalculateur le plus rapide de toutes les universités américaines. Le lancement de Frontera consolide UT Austin parmi les leaders universitaires mondiaux dans ce domaine.
Rejoint par des représentants de la National Science Foundation (NSF) - qui a financé le système avec un prix de 60 millions de dollars - UT Austin, et partenaires technologiques Dell Technologies, Intel, Technologies Mellanox, Réseaux DataDirect, Nvidia, IBM, CoolIT et Green Revolution Cooling, Le TACC a inauguré une nouvelle ère de superinformatique universitaire avec une ressource qui aidera les meilleurs scientifiques du pays à explorer la science à la plus grande échelle et à faire la prochaine génération de découvertes.
« Les défis scientifiques exigent des calculs et des données aux échelles les plus vastes et les plus complexes possibles. C'est la raison d'être de Frontera, " dit Jim Kurose, directeur adjoint pour l'informatique et les sciences et l'ingénierie de l'information à la NSF. « La capacité informatique de pointe de Frontera prendra en charge les applications scientifiques les plus exigeantes en termes de calcul sur lesquelles les scientifiques américains travaillent aujourd'hui. »
Frontera soutient les applications scientifiques depuis juin et a déjà permis à plus de trois douzaines d'équipes de mener des recherches sur une gamme de sujets allant de la physique des trous noirs à la modélisation climatique en passant par la conception de médicaments, en utilisant la simulation, l'analyse des données, et l'intelligence artificielle à une échelle qui n'était pas possible auparavant.
Annoncé pour la première fois en août 2018, Frontera a été construit au début de 2019, et a obtenu la cinquième place sur la liste TOP500 semestrielle en juin, atteindre 23,5 PetaFLOPS (23,5 milliards de millions d'opérations en virgule flottante par seconde) sur le benchmark haute performance LINPACK, une mesure de la puissance de calcul du système.
Alexandre Isaïev, un chimiste de l'Université de Caroline du Nord, a utilisé Frontera pour exécuter plus de trois millions de calculs de champs de force atomique en moins de 24 heures, une réalisation majeure dans le calcul quantique à grande vitesse. Les calculs font partie d'un effort visant à former un système d'intelligence artificielle capable de prédire les caractéristiques probables de nouveaux composés médicamenteux et d'identifier des composés capables de cibler des cellules spécifiques.
"C'est une super machine, notamment pour les applications de la mécanique quantique, " a déclaré Isayev. " Nous sommes vraiment impatients d'effectuer des calculs à grande échelle qui n'étaient pas possibles auparavant. "
Simulation du modèle énergétique exascale du système terrestre (E3SM). Les scientifiques du Laboratoire national de Los Alamos utilisent des visualisations rendues sur Frontera pour déterminer les sites potentiels pour la production mariculturelle de biocarburant utilisant des algues comme matière première, une source d'énergie avec le potentiel de fermer le budget de carbone des transports des États-Unis. Crédit :Phil Wolfram, LANL ; Francesca Samsel, TACC
Ganesh Balasubramanian, professeur adjoint de génie mécanique et de mécanique à l'Université Lehigh, utilise Frontera pour étudier la dynamique des matériaux photovoltaïques organiques et les conditions de fabrication de modèles.
"La vitesse fulgurante à laquelle Frontera effectue des calculs est très bénéfique, " dit Balasubramanian, qui, au cours de la première période d'utilisation, a connu une accélération cinq fois supérieure dans ses simulations de fabrication de matériaux solaires. "Globalement, l'arrivée de Frontera augmentera le rythme de la recherche informatique."
Manuela Campanelli, un astrophysicien au Rochester Institute of Technology, utilise Frontera pour réaliser les plus longues simulations de fusion d'étoiles à neutrons jamais réalisées, y compris pour l'événement 2017 détecté par le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), le détecteur Virgo basé en Europe, et 70 observatoires terrestres et spatiaux.
"Frontera est un système incroyable car il nous donne un très grand nombre de nœuds informatiques que nous pouvons utiliser pour résoudre des problèmes très complexes, " a déclaré Campanelli. " Ces types de ressources ne sont pas disponibles sur la plupart des campus universitaires, nous avons donc vraiment besoin de Frontera pour pouvoir faire la simulation que nous faisons."
Frontera se compose de serveurs Dell EMC PowerEdge avec 8, 008 nœuds de calcul, dont chacun contient deux processeurs évolutifs Intel Xeon de 2e génération ("Cascade Lake"), totalisant plus de 16, 000 processeurs et près d'un demi-million de cœurs, connecté par un réseau haut débit HDR Mellanox InfiniBand 200 gigabits par seconde.
Le système intègre un stockage flash innovant de DataDirect Networks et de nouveaux systèmes de refroidissement de CoolIT, Cooltera, et le refroidissement de la révolution verte (GRC), et emploie plusieurs technologies émergentes à une échelle sans précédent, y compris haute puissance, versions à fréquence d'horloge élevée des derniers processeurs Intel Xeon, Intel Deep Learning Boost, Mémoire Intel Optane, et plusieurs types de refroidissement liquide.
En août, Frontera a ajouté deux nouveaux sous-systèmes pour fournir des performances supplémentaires et explorer d'autres architectures de calcul pour l'avenir. Un système GPU 360 NVIDIA Quadro RTX 5000 (unité de traitement graphique) immergé dans des racks de liquide de refroidissement développé par GRC explorera des moyens plus efficaces de refroidir les futurs systèmes, ainsi que d'explorer l'informatique optimisée en simple précision. Un système hébergé par IBM POWER9 avec 448 GPU NVIDIA V100 fournira des performances supplémentaires, et fournir l'architecture GPU la plus performante avec un couplage étroit avec les sous-systèmes processeur et mémoire. Ces systèmes supplémentaires vont accélérer l'intelligence artificielle, apprentissage automatique, et la recherche en dynamique moléculaire pour les chercheurs de Frontera dans des domaines allant du traitement du cancer à la biophysique.
Dans les mois à venir, Frontera s'intégrera aux fournisseurs de cloud Microsoft, Google, et Amazon pour fournir aux chercheurs un accès aux technologies informatiques émergentes et au stockage à long terme.
Frontera fonctionnera pendant au moins cinq ans et soutiendra des centaines de projets de recherche et des milliers de chercheurs dans presque tous les domaines scientifiques au cours de sa vie. Il devrait avoir un impact majeur sur :
Les projets seront sélectionnés via un processus de candidature compétitif et les chercheurs devront démontrer qu'ils ont besoin d'un ordinateur à l'échelle de Frontera pour résoudre leurs problèmes.
Les professeurs de l'Oden Institute for Computational Engineering and Sciences de l'UT Austin dirigent l'équipe de classe mondiale des applications scientifiques et technologiques de Frontera, avec des partenaires du California Institute of Technology, L'Université de Cornell, Université de technologie de Géorgie, Université d'État de l'Ohio, Université de Princeton, Université de Stanford, Université A&M du Texas, l'Université de Chicago, l'Université de l'Utah, et l'Université de Californie, Davis.
Frontera servira d'instrument puissant pour les utilisateurs les plus grands et les plus exigeants en calcul du pays, et un terrain d'entraînement pour la prochaine génération de scientifiques.
"Les chercheurs universitaires n'ont jamais eu un outil aussi puissant pour résoudre les problèmes qui les concernent, " a déclaré Dan Stanzione, directeur exécutif du TACC. « Nous sommes fiers de lancer Frontera, un nouveau ressource nationale pour la science qui alimentera les découvertes de l'avenir. »
