Finska superdatorn Lumi startar snart – en av världens snabbaste

2021-09-07 06:00  

Den har kostat två miljarder kronor, och kan utföra 552 tusen biljoner beräkningar i sekunder. Den finländska superdatorn Lumi blir en av världens mest kraftfulla. ” I dag hade det varit världens snabbaste superdator”.

När det kommer till världseliten av superdatorer har USA, Japan och Kina har turats om att sitta på tronen. Men nu vill EU ge sig in i leken, och har satsat miljardbelopp på att bygga nya, mycket kraftfulla superdatorer under de kommande åren. 

Grafik: Jonas Askergren Fakta: Simon Campanello

Satsningens flaggskepp hamnar i ett datacenter som drivs av CSC i den finländska staden Kajana. Superdatorn Lumi (finska för snö, men också en akronym för Large unified modern infrastructure) kommer med sina 552 petaflops i maximal beräkningskraft att tillhöra de absolut snabbaste datorerna i världen.  

– Hade Lumi varit i bruk i dag skulle det vara världens snabbaste superdator. Det finns förmodligen redan en ny ledare när systemet är färdigt, men jag förväntar mig att det kommer att vara en av världens fem snabbaste, säger Pekka Manninen som leder arbetet med Lumi.  

552 petaflops betyder 552 tusen biljoner flyttalsoperationer i sekunden. Den närmast abstrakta siffran jämför Lumi-konsortiet med den samlade kraften hos 1,5 miljoner laptops. 

Hela anläggningen ryms på en yta som ungefärligt motsvarar en tennisplan, och utrustningen väger runt 150 ton.

Läs mer: Chalmers-forskaren skeptisk till ny metod för kraftfull kvantdator

Koldioxidneutral drift

Förutom sin snabbhet kan Lumi kan anläggningen, med en installerad effekt på kring 10 MW, drivas helt på förnybar energi från vattenkraft.  

–  Koldioxidutsläppen från driften av Lumi kan i princip sägas vara noll, menar Pekka Manninen.

Superdatorn Lumi tar upp ungefär lika stor yta som en tennisplan och väger runt 150 ton. Foto: Juha Torvinen/CSC

Samtidigt kan Kajana dra nytta av spillvärmen från anläggningen. Datorns kylsystem ska anslutas till stadens fjärrvärmenät, och beräknas komma att stå för kring en femtedel av energibehovet i systemet, som normalt värms upp med fossila bränslen. Enligt beräkningar kan det innebära en utsläppsminskning på 13 000 ton koldioxidekvivalenter per år.  

Arbetet med den finska superdatorn tog vid för tre år sedan, och i somras inleddes installationen av den första etappen. Huvudprocessorerna (CPU), lagringsenheter och alla system som krävs för att operera superdatorn är nu på plats. 

– Vi hoppas att kunna börja använda den i vetenskapliga syften under oktober, säger Pekka Manninen. 

Läs mer: Så ska Teslas superdator Dojo göra bilarna självkörande

Svenska forskare ska testa galaxkrockar

Den svenska forskarduon Oscar Agertz och Florian Renaud vid institutionen för astronomi på Lunds universitet står för ett av pilotprojekten som ska köras på Lumi under hösten. De planerar att göra en gigantisk simulering av hur två galaxer kolliderar med varandra.  

– Det är ett väldigt vanligt förekommande fenomen, och när det sker bildas många nya stjärnor. Det är en väldigt transformativ process där det finns många observationer att göra, och många stora frågor som vi inte har svaret på, säger Oscar Agertz.

En illustration som visar hur det skulle kunna se ut om två galaxer krockar. Foto: Science Photo Library

För att göra en detaljerad simulering av fenomenet krävs stora minnesresurser och enorma mängder CPU-kärnor, och Lumi har båda delarna.  

– Vi hoppas få till den största och mest högupplösta simuleringen av en galaxkrock som någonsin gjorts. Lumi gör det möjligt att inkludera mer avancerad fysik, som strålning från stjärnor, i våra modeller, berättar Oscar Agertz. 

Hur viktigt är det inom ditt fält att få tillgång till en sådan här anläggning? 

– Det betyder väldigt mycket. På samma sätt som det för astronomer är viktigt att få mycket teleskoptid för att observera avlägsna galaxer krävs tillgång till den här typen av storskalig datorkraft. Får vi tillräckligt många CPU-timmar kan det ge forskningsgruppen material att jobba på i flera år framöver.

Läs mer: Svenske professorn hittade världens äldsta it-sårbarhet i Turingmaskinen

Amerikansk toppteknik

Mot slutet på året ska etapp två av bygget inledas. Då tillkommer acceleratorer i form av grafikprocessorer som markant ökar beräkningskapaciteten i systemet. Efter ytterligare en omgång tester väntas anläggningen slå upp portarna under våren 2022.   

Världens i dag snabbaste superdator, Fugaku i Japan, har en topprestanda på 537 petaflops, något lägre än vad Lumi kommer att ha när den finländska datorn är färdigbyggd. Den närmaste europeiska superdatorn ligger i dag långt efter, Juwels Booster Mode i Tyskland har en topprestanda på knappa 71 petaflops. För svensk del bygger KTH just nu superdatorn Dardel, som blir vår snabbaste med sina 10 petaflops.

Men innan Lumi står färdig väntas USA inviga sitt prestigeprojekt Frontier, den första superdatorn som kan leverera över en exaflops, alltså fler än tusen petaflops.  

Den amerikanska datorn må vara större, men i grunden bygger den på samma tekniska lösningar som Lumi. Det är it-jätten HPE som levererar båda systemen och de bygger båda på den senaste generationens x86-processorer och grafikkretsar från AMD.  

– Målet var att skapa ett slags schweizisk armékniv för forskning, och vi har försökt bygga en så mångsidig plattform som möjligt, men det finns några områden som verkligen kan dra nytta av ett sådant här system, säger Pekka Manninen. 

Klimatforskning är ett sådant. För att simulera vilka effekter som klimatåtgärder kan få på en global krävs enorm beräkningskraft. Likaså att göra simuleringar på biologiska processer i kroppen och simuleringar av plasmafysik vid exempelvis forskning inom fusionskraft. Vid utveckling av artificiell intelligens och datorlingvistik finns också stora fördelar med att kunna träna algoritmer på enorma dataset i en enda körning, vilket blir möjligt med Lumi. 

– Du skulle kunna använda allt innehåll som finns på hela Twitter i en enda körning, som ett sätt att bättre förstå mänskliga interaktioner och beteenden, säger Pekka Manninen. 

Faktaruta: Lumi och EuroHPC

Lumi-projektet är EU-finansierat och drivs av ett konsortium på tio medlemsländer, där Sverige ingår. Totalt uppgår budgeten för bygget och fem års drift av datacentret till 200 miljoner euro, dryga två miljarder kronor. 

I den europeiska superdatorsatsningen, som går under namnet EuroHPC, finns i dagsläget planer på sju nya superdatorer. Den näst snabbaste är Leonardo, som byggs i Bologna, med en topprestanda på drygt 322 petaflops, och en tredje dator i samma storleksordning som ska inhysas i superdatorcentret i Barcelona är under upphandling.   

På sikt finns också planer på att göra USA sällskap i exascale-klassen, det vill säga att bygga europeiska superdatorer med över 1 exaflops i topprestanda.   

Tekniken i Lumi:

Systemleverantör: HPE.

Topprestanda: 552 petaflops. 

CPU: Cirka 200 000 kärnor AMD Epyc. 

GPU: AMD Radeon Instinct. 

Lagringskapacitet: 117 petabyte. 

Arbetsminne: 2 petabyte. 

Simon Campanello

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt