スーパーコンピューティング 2018
このカンファレンスでは、最新のハイパフォーマンス・コンピューティング技術がぎっしり詰まった広大な展示フロアも設けられています。私たちは、このショーの光景と音を体験するために、テキサス州ダラスまで足を運びました。いくつかのデモは、まさに驚異的でした。それでは、見ていきましょう。
デスクトップを没入させる
3Mは、データセンターとHPCシステムの両方で二相液浸冷却システムに使用されているフロリナート流体で知られていますが、同社はCore i7-7700K（全コア4.5GHzオーバークロック）とNvidia GTX 1080を搭載したコンパクトなデモシステムも展示していました。この流体は、2本のチューブで接続された驚くほど小型のユニットで冷却されます。デモ中の消費電力は約250Wでしたが、内部のコンポーネントは安全な動作温度範囲内でした。この驚くほどコンパクトなシステムはデスクトップによく似合うでしょうが、3Mは市販する予定はありません。
Volta-Nextでミラノへ旅する
CrayのShastaコンピュートブレードは、様々なコンピューティングタイプに対応する複数のオプションを備えています。上記のブレードは、AMDの次世代Milanプロセッサ8基のパワーを、スリムな1Uシャーシに凝縮しています。このコンピュートノードは、GPUノードとネットワークブレードを含む大規模システムの一部であり、これら全てが統合されて、世界最高性能のスーパーコンピュータの1つを構成しています。
米国エネルギー省は、スーパーコンピュータ2018において、CrayのShastaプラットフォームとNVIDIAの「Volta-Next」GPU、そしてAMDのMilanプロセッサを組み合わせたPerlmutterスーパーコンピュータを選定したことを発表しました。これら2つのソリューションを組み合わせることで、世界最速のスーパーコンピュータの一つとなるエクサスケールクラスのマシンが実現します。エネルギー省は、Perlmutterスーパーコンピュータを2020年に導入する予定です。
中国は禅を見つける
Sugonは、4基のNVIDIA Teslaと4基のCPUを搭載した個別のコンピュートトレイを液浸冷却する本格的なNebulaサーバーラックを製造しています。このシステムは、AMDのEPYCプロセッサのライセンスを受け、ほぼ完全にコピーされた中国製のHygon Dryhanaチップを搭載している点が特に興味深い点です。
液浸冷却は比類のないパフォーマンス密度を実現しますが、相変化冷却装置を扱うには特別なインフラストラクチャが必要です。Sugonのソリューションは42台のコンピューティングブレードをホストし、相変化冷却装置を内蔵したセカンダリキャビネットが付属しています。上のビデオでご覧いただけるように、これらのスレッドにはクイックリリース接続が備わっており、複雑なチューブ接続を必要とせずに、ほぼホットプラグ可能なノードを実現できます。Sugonの様々なHPCシステムは、2018年のスーパーコンピューターTOP500リストに掲載されている500台のうち57台を占めています。
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IBMの量子コンピュータ
IBMの50量子ビット量子コンピュータが登場しました。シャンデリアのようなこの装置は、装置底部のキャニスター内のウェーハ上に保持された量子ビットを冷却します。同社はヘリウム3とヘリウム4を用いて、アセンブリの最上層を3ケルビンまで冷却しますが、冷却システムは装置の底部に向かうにつれて徐々に温度が下がります。
装置の底部にある銀色の容器はわずか0.15ミリケルビンまで下がり、装置が稼働している間は宇宙で最も冷たい物体となります。この極低温により、装置は世界トップ10のスーパーコンピューターにランクインするほどの計算能力を発揮しますが、そのパワーは持続時間が短く、わずか100ミリ秒しか計算を実行できません。IBMが装置を改良していくにつれて、量子ビットが追加されるごとに性能は指数関数的に向上します。したがって、量子ビットを1つ追加するだけで、この装置は世界トップ10のスーパーコンピューター2台分の性能を持つことになります。
どこでもEpyc
AMDは昨年のスーパーコンピューティング・カンファレンスでEPYC Naplesプロセッサを発表し、控えめな姿勢を見せましたが、今年は躍進を遂げました。EPYC搭載サーバーはほぼすべてのマザーボードベンダーのブースで展示されましたが、さらに重要なのは、複数の大手OEMベンダーのブースでも展示されていたことです。HPEとDellはいずれもフルサイズのサーバーを展示しており、データセンターへのEPYCの浸透が現実のものであることを改めて示しています。先ほど紹介したPerlmutterスーパーコンピューターのような他の受賞例は、将来のスーパーコンピューターに向けたものです。これは、EPYCが今後も長く続くことを示唆しています。
ポッド内の 4 つの TPU
Googleは今年初めに最新のTPU（Tensor Processing Unit）v3を発表しました。GoogleはこれらのカスタムASICを、トレーニングと推論のワークロード処理用に特別に設計しました。最新バージョンは水冷式で、ポッドと呼ばれる大規模な装置に組み込むことができます。1,024個以上のTPU v3プロセッサが1つのポッドに統合されると考えられています。Googleによると、ポッド全体で100ペタフロップスを超えるパフォーマンスを実現できるとのことです。
Google は v3 モデルの詳細をあまり公開していませんが、420 テラフロップスのパフォーマンスを実現し、128 GB の HBM が搭載されることはわかっています。
エヌビディアT4
NVIDIAのT4はSupermicroの最新サーバーのいくつかに搭載されていますが、これらの高速AI推論GPUはデータセンターで広く普及すると予想されます。T4は、NVIDIAのGeForce RTX 20シリーズゲーミンググラフィックスカードと同じTuringアーキテクチャを採用していますが、ビデオ、音声、検索エンジン、画像を処理するニューラルネットワーク向けに設計されています。
Tesla T4 GPUは、最大320GB/sの帯域幅を提供する16GB GDDR6、320個のTuring Tensorコア、2,560個のCUDAコアを搭載しています。T4は、75Wの電力プロファイルに最適化するために、TU104ダイに40個のSM（マルチスレッド・メモリ）を搭載しています。
GPUは、FP32、FP16、INT8（上記のパフォーマンス）などの混合精度をサポートしています。Tesla T4は、INT4と（実験的な）INT1精度モードも備えており、これは前モデルのP4と比べて大きな進歩です。
アライドコントロールデモ
Allied Controlのデモは、液浸冷却式のNVIDIA GTX 2080を20基とデュアルXeon E5サーバーで構成されていました。同社はカスタムASICハードウェアと専用マザーボードを採用し、標準のGPUクーラーを1mm厚の銅板に交換することで、GPU間の間隔をわずか2.5mmに抑えました。これは、このクラスのGPUで一般的に見られるデュアルスロットクーラーよりもはるかにスリムです。
PCIe 4はどこにでも行ける
One Stop Systems（OSS）は、軍事用途からデータセンター、HPC導入まで、様々な市場向けに外付けGPUおよびフラッシュストレージアレイを設計しています。当社では、同社の製品の一つである3.2TB Fusion ioMemory SSD 32台とIntel NVMe DC P3700 SSD 30台を対決させるテストも実施しました。
しかし、業界は進化を続けており、複数のGPUとストレージデバイスを搭載した大型エンクロージャ間の高速PCIe 4.0接続は、ホストへのスループットを倍増させます。OSSは、世界初と謳うPCIe 4.0ケーブルアダプタを開発しました。HIB616-x16ホストバスアダプタは、PCIe信号伝送用に再利用された標準Mini-HD SASコネクタに接続する光ケーブルをサポートします。このコネクタを4ポートのホストバスアダプタに差し込むことで、各ポートが2つのデバイス間でx4接続を提供します。OSSアダプタは標準の銅線ケーブルでも動作しますが、ケーブル長は最大6メートルに制限されます。
Intel も MCM を扱っています。
IntelのCascade Lake-AP（Advanced Performance）プロセッサは、スーパーコンピューティング・カンファレンスの数日前に発表され、大きな話題を呼びましたが、詳細は明らかにされていませんでした。Intelは、新型チップがマルチチップ・モジュール（MCM）設計を採用することを明らかにしました。これは、AMDのチップと同様に、単一のプロセッサ・パッケージ内に複数のダイが搭載されることを意味します。
ショー開催中、複数の情報筋から、Intelの最上位グレードであるPlatinum -APモデル（最大350Wまで拡張されると報じられている）は、標準動作時には水冷が必要となることが明らかになりました。一方、TDP定格がより緩やかなローエンドモデルは、水冷も選択肢の一つですが、依然として空冷のみで動作します。
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ポール・アルコーンはTom's Hardware USの編集長です。CPU、ストレージ、エンタープライズハードウェアに関するニュースやレビューも執筆しています。
