پروژه جاه‌طلبانه چین معرفی شد: ساخت ابرکامپیوتر ۲ اگزافلاپسی بدون GPU

مرکز ملی ابررایانش چین در شنژن، پروژه ابرکامپیوتر Lingshen را در کنفرانسی معرفی کرد. هدف اصلی این پروژه دستیابی به عملکرد پایدار بیش از ۲ اگزافلاپس اعلام شده است که این کار فقط با استفاده از CPU و بدون اتکا به قطعات خارجی انجام می‌شود.

طبق گزارش‌های منتشر شده، این سیستم قرار است ۴۷ هزار پردازنده را در ۹۲ کابینت پردازشی جای دهد و درصورت تحقق، اولین ابرکامپیوتر اگزافلاپسی خواهد بود که بدون شتاب‌دهنده‌های گرافیکی یا GPU به این سطح از توان پردازشی می‌رسد.

معماری متفاوت ابرکامپیوتر Lingshen  چین

تمام ابرکامپیوترهای اگزافلاپسی فعال فعلی به‌شدت به GPU یا سخت‌افزارهای شتاب‌دهنده متکی هستند. برای مقایسه، ابرکامپیوتر El Capitan متعلق به وزارت انرژی آمریکا که درحال‌حاضر سریع‌ترین ابرکامپیوتر جهان محسوب می‌شود، از ۴۴ هزار و ۵۴۴ تراشه AMD MI300A APU استفاده می‌کند که CPU و GPU را در یک پکیج واحد کنار هم قرار می‌دهد.

در مقابل، معماری CPU-محور Lingshen رویکردی کاملاً متفاوت برای رسیدن به توان پردازشی اگزافلاپسی است.

براساس توضیحات «لو یوتونگ»، مدیر مرکز ابررایانش شنژن و طراح ارشد این سیستم، پروژه Lingshen به دو بخش مرحله آزمایشی برای اعتبارسنجی و سپس سیستم کامل عملیاتی تقسیم می‌شود. در مرحله آزمایشی از ۱۰۰ سرور هواوی Kunpeng استفاده خواهد شد که بر پایه هسته‌های Taishan (مبتنی بر Arm) ساخته شده‌اند و درمجموع ۱۲ هزار و ۸۰۰ هسته دارند.

در نسخه عملیاتی، این سیستم به ۱۵۸۰ سرور با پردازنده‌های x86 و ۱۰۱,۱۲۰ هسته ارتقا پیدا می‌کند و توان نظری آن به بیش از ۱۰ پتافلاپس می‌رسد.

نسخه کامل این ابرکامپیوتر همچنین شامل ۳۶ کابینت شبکه برای پشتیبانی از اتصال بین‌سیستمی با یک میلیون پورت خواهد بود. ظرفیت ذخیره‌سازی برنامه‌ریزی‌شده آن نیز ۶۵۰ پتابایت در قالب ۴۲۸ نود اعلام شده است. علاوه‌براین، ۶۷ کابینت ذخیره‌سازی با خنک‌سازی مایع برای این سیستم در نظر گرفته شده که پهنای باندی برابر با ۱۰ ترابایت‌برثانیه ارائه می‌کنند.

اگر ادعای دستیابی به عملکرد پایدار بیش از ۲ اگزافلاپس محقق شود، این سیستم در بنچمارک Linpack از El Capitan عبور خواهد کرد؛ چرا که ابر کامپیوتر آمریکایی در این آزمون به ۱.۸۰۹ اگزافلاپس رسیده است. البته توان نظری El Capitan برابر با ۲.۷۹ اگزافلاپس است، اما نتایج واقعی Linpack همیشه از توان نظری پایین‌تر هستند. درحال‌حاضر هیچ داده‌ای از بنچمارک Lingshen در Linpack یا آزمون مشابه وجود ندارد، چون این سیستم هنوز ساخته نشده است.

نکته نهایی اینکه چین می‌گوید Lingshen به تأمین‌کنندگان خارجی وابسته نخواهد بود، اما همزمان اعلام کرده نسخه عملیاتی این سیستم از پردازنده‌های x86 استفاده می‌کند. گزینه‌های داخلی چین در حوزه x86 به Zhaoxin و Hygon محدود هستند. Zhaoxin یک سرمایه‌گذاری مشترک میان VIA Technologies و شهرداری شانگهای است. Hygon نیز در ابتدا معماری Zen شرکت AMD را لایسنس کرده بود، اما پس از محدودیت‌های صادراتی آمریکا، دسترسی خود به طراحی‌های جدیدتر را از دست داد.

هیچ‌کدام از این دو شرکت تاکنون پردازنده‌هایی در سطح رقابت با نسل‌های فعلی محصولات اینتل یا AMD ارائه نکرده‌اند.