JUPITER, ang supercomputer na nagdadala sa Europa sa exascale

Informatec Digital » Mga server » JUPITER, ang supercomputer na nagdadala sa Europa sa exascale

Sa gitna ng rebolusyong digital at sa mabilis na pagsulong ng artificial intelligence, ang supercomputing ay naging sukatan kung saan sinusukat ang kapasidad sa teknolohiya ng isang bansa o kontinente. Sa larangang ito, ang Europa ay gumawa ng isang mahalagang hakbang: Ang JUPITER, ang kauna-unahan nitong ganap na gumaganang exascale system , ay gumagana na ngayon sa Germany.

Hindi lang basta makina ang pinag-uusapan natin. Pinag-uusapan natin ang isang game-changer. Bagama't nangunguna ang Estados Unidos nitong mga nakaraang taon sa mga pasilidad tulad ng Frontier, Aurora, at El Capitan, at dahil hindi gaanong transparency ang ginagawa ng Tsina, sa wakas ay inilulunsad na ng Europa ang kauna-unahan nitong exascale computer. Na-install na ang JUPITER sa Jülich Supercomputing Centre , at hindi ito narito para hindi mapansin: narito ito upang sanayin ang malalaking modelo ng AI, gayahin ang atmospera nang detalyado, at isulong ang mahahalagang pananaliksik sa biomedicine, physics, at enerhiya.

Ano ang JUPITER at bakit binabago nito ang laro?

Ang JUPITER ay nangangahulugang Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research. Sa kasalukuyan, ito ang pinakamakapangyarihang supercomputer sa Europa at ang pang-apat na pinakamakapangyarihan sa mundo, ayon sa Top500 ranking noong Hunyo 2025. Ang pagpasok sa exascale league ay nangangahulugan ng paglampas sa quintillion-operations-per-second threshold, isang bilang na malinaw na nagpapakita kung ano ang kayang magawa ng sistemang ito sa isang kisap-mata.

Ang proyekto ay kumakatawan sa isang malaking pamumuhunan na €500 milyon, na kapwa pinondohan ng European Union at Germany , at kabilang sa programang EuroHPC, na naglalayong palakasin ang mga kakayahan sa high-performance computing ng kontinente. Malinaw ang ambisyon: isulong ang agham at industriya nang hindi umaasa sa mga ikatlong partido.

Kung saan ito at kung sino ang nagtayo nito

Ang makina ay matatagpuan sa kampus ng pananaliksik sa Jülich , North Rhine-Westphalia. Hindi nagkataon lamang ang lokasyon: Ang Jülich ay naging sentro para sa supercomputing sa loob ng mga dekada at nakikipagtulungan sa mga nangungunang network ng agham sa Europa.

Maraming kumpanya ang nagtulungan sa pagbuo at paghahatid ng sistema. Pinangunahan ng Eviden (ang tatak ng produkto ng Atos Group) ang arkitektura ng direktang likidong pagpapalamig ng BullSequana XH3000; nag-ambag ang ParTec sa pamamaraan nito sa dynamic modular supercomputing; at lumahok din ang mga pangunahing kasosyo sa teknolohiya tulad ng NVIDIA at SiPearl. Ang resulta ay isang pasilidad na idinisenyo upang lumago sa paglipas ng panahon sa pamamagitan ng isang modular na disenyo na nagpapadali sa mga pagpapalawak nang hindi kinakailangang buuin ang lahat mula sa simula.

Ang sistema ay nakaayos sa dalawang pangunahing partisyon upang masakop ang magkakaibang sitwasyon. Sa isang banda, mayroong GPU-accelerated Booster Module para sa pag-scale ng massively parallel applications (mainam para sa AI at malalaking simulation). Sa kabilang banda, mayroong general-purpose Cluster Module na may SiPearl Rhea1 processors , ang European chip na idinisenyo para sa HPC na nagbibigay ng bandwidth at memory para sa maraming gamit na workload.

Arkitektura, laki at mga figure na humahanga

Nasa puso ng JUPITER ang plataporma ng NVIDIA Grace Hopper, na isinasalin sa 24.000 magkakaugnay na NVIDIA GH200 superchips . Pinagsasama ng henerasyong ito ang CPU at GPU sa isang superchip upang iproseso ang napakalaking dami ng data nang sabay-sabay na may kahusayan na kapansin-pansin sa AI training at ultra-high-resolution simulations.

Ang interkoneksyon ay pinangangasiwaan ng network ng NVIDIA Quantum-2 InfiniBand , na may humigit-kumulang 51.000 koneksyon sa sistema, isang high-speed web na idinisenyo upang payagan ang mga node na makipag-ugnayan nang may kaunting latency at mapanatili ang performance kapag umaabot sa sampu-sampung libong processor.

Sa usapin ng imbakan, ipinagmamalaki ng JUPITER ang kapasidad na umaabot sa isang exabyte , isang mahalagang mapagkukunan kapag nagtatrabaho gamit ang digital twins, mga modelo ng klima na may kilometrong resolusyon, o malalaking corpora para sa multilingual AI. Ang subsystem na ito ay tinutugma ng isang internal throughput na may kakayahang gumalaw sa humigit-kumulang 2.000 terabytes bawat segundo, isang napakalaking bilang na, bilang isang punto ng sanggunian, ay katumbas ng libu-libong kopya ng Wikipedia na naglalakbay sa internet sa isang segundo.

Modular ang instalasyon at inilagay sa 50 espesyalisadong container . Sa pisikal na espasyo, kahanga-hanga ang laki: isang lawak ng ibabaw na maihahambing sa apat na tennis court , na pinagsasama-sama ng mahigit 260 kilometro ng mga kable na may mataas na kapasidad upang ang lahat ay magkakasya nang mabilis.

Ang pinakamataas na konsumo ng kuryente ay nasa humigit-kumulang 17 megawatts , katumbas ng paggamit ng humigit-kumulang 11.000 na tahanan. Ang pinakamataas na ito ay nababawasan ng direktang disenyo ng likidong pagpapalamig ng Eviden, na nagbabawas ng mga pagkalugi at nagpapahintulot din sa paggamit ng natitirang init upang painitin at palamigin ang mga gusali sa mismong kampus.

Sa usapin ng aktwal na pagganap, binibigyang-diin ng European Union na nilalayon ng sistema ang hanggang 90 exaflops sa mga workload ng artificial intelligence . Inilalagay ng bilang na ito ang makina sa isang partikular na mapagkumpitensyang posisyon para sa pagsasanay at pagpino ng mga pangunahing modelo at malalaking simulation.

Upang magbigay ng pang-araw-araw na sanggunian, ang pinagsama-samang kapangyarihan ng JUPITER ay inihambing sa katumbas ng humigit-kumulang 10 milyong desktop computer , isang imahe na nakakatulong upang magbigay ng ideya ng paglaki ng saklaw kumpara sa mga kumbensyonal na kagamitan.

Opisyal na pagbubukas at pagkilala sa mga ranggo

Ang seremonya ng inagurasyon ay ginanap sa Jülich noong ika-5 ng Setyembre, na dinaluhan ng mga opisyal ng gobyerno ng Alemanya, mga pinuno ng Europa, at mga kilalang tao mula sa industriya ng teknolohiya. Sa loob ng institusyonal na balangkas na ito, binigyang-diin ang pagiging pangunguna ng proyekto para sa Europa , kapwa sa mga tuntunin ng kapangyarihan nito at mga implikasyon nito para sa estratehikong awtonomiya.

Sa listahan ng Top500, ang JUPITER ay lumalabas na bilang pang-apat na pinakamakapangyarihang supercomputer sa planeta , kasunod lamang ng El Capitan, Frontier, at Aurora sa Estados Unidos. Dagdag pa rito ang malinaw na pokus sa epekto sa kapaligiran: ang sistema ay ganap na tumatakbo sa renewable energy sa pamamagitan ng mga kontrata ng green supply sa German grid, at ang JEDI module nito ay nakakuha ng unang pwesto sa Green500 ranking noong Hunyo 2025, na sumusukat sa kahusayan ng enerhiya sa supercomputing.

Enerhiya na kahusayan na nagtatakda ng bilis

Ang arkitektura ng BullSequana XH3000 ay hindi lamang nagpapalakas ng pagganap, kundi binabawasan din ang pagkonsumo ng kuryente. Dahil sa direktang paglamig ng likido , nababawasan ang mga pagkalugi, na nagpapanatili sa isang makina na may libu-libong node na matatag—isang makina na kung hindi man ay mangangailangan ng mas maraming enerhiya upang mailabas ang init. Ang pamamaraang ito, kasama ang isang nababagong suplay ng kuryente, ay naglalagay sa JUPITER sa unahan ng kahusayan, isang lalong mahalagang salik sa mga data center na ganito kalaki.

Ang papel ng JEDI module bilang isang pinuno ng Green500 ang pinakanakikitang patunay ng pangakong ito. Higit pa sa mismong parangal, ipinapakita nito na ang napakataas na antas ng computing ay maaaring mapalawak nang hindi tumataas nang husto ang mga gastos sa enerhiya, at ang supercomputing ay maaaring maging kakampi sa pagkamit ng mga layunin sa klima.

Ano ang gagawin sa Jupiter: agham, industriya, at pampublikong serbisyo?

Ang nagpapaiba sa JUPITER ay ang iba't ibang gamit nito. Nagbubukas ang makina ng mga pinto sa mga bagong simulation, ang pagpapatunay ng mga panukala sa quantum computing, ang paglikha ng digital twins, at, siyempre, ang pagsasanay ng malakihan, multilingual na mga modelo ng artificial intelligence na may pokus sa Europa.

• ClimaGumagana ang ECMWF sa mga simulation na may sukat na kilometro na kumukuha ng matinding bagyo at nagpapakain sa proyekto ng Destination Earth, na nagbibigay ng digital twins ng planeta.
• European AI: Ang TrustLLM consortium ay nagsasanay ng mga modelo ng wika sa maraming wikang European para sa pang-industriya at siyentipikong mga aplikasyon.
• Neuroscience: Imodelo ng Arbor simulator ang pag-uugali ng mga neuron sa antas ng subcellular, kapaki-pakinabang para sa mga therapy laban sa Alzheimer's at iba pang mga pathologies.
• Quantum: naglalayong basagin ang rekord ng 50 qubits sa simulation, isang hakbang patungo sa praktikal na quantum computing.
• AstrophysicsAng Max Planck Institute ay nagsasaliksik ng cosmic reionization, ang yugto kung saan ipinanganak ang mga unang bituin at kalawakan.
• pisika ng butil: Itinaas ng Unibersidad ng Wuppertal ang resolusyon ng mga kalkulasyon ng muon, na posibleng magbukas ng mga bagong pinto sa pangunahing pisika.
• Mga Template ng Video: Ang Unibersidad ng Munich ay nag-e-explore ng compression at diffusion architecture, na may mga application mula sa medisina hanggang sa autonomous na pagmamaneho.
• Mga modelong multimodal: Sinusukat ng Unibersidad ng Lisbon ang mga bukas at multilingguwal na modelo sa pamamagitan ng pagsasama ng iba't ibang larangan ng agham at machine learning.

Higit pa sa unang alon na iyon, sa artificial intelligence, ang kapangyarihan ng Booster Module ay magpapabilis sa pagbuo ng malalaki at multilingual na mga modelo tulad ng OpenGPT-X, isang inisyatibo sa Europa na naglalayong makipagkumpitensya sa mga nangungunang panukala sa Estados Unidos. Samantala, ang larangan ng klima ay makakakita ng mga pagpapabuti sa prediksyon ng mga kaganapan sa matinding panahon at sa pagsusuri ng mga senaryo ng pagbabago ng klima kung saan ang modelo ng atmospera ng ICON ay tumatakbo sa mga walang kapantay na resolusyon.

Sa biomedicine , ang kakayahang gayahin ang mga neural network ng utak sa antas ng mga indibidwal na neuron at lumikha ng mga digital twin ng mga organo tulad ng puso ay nagbubukas ng mga bagong daan para sa pag-aaral ng mga neurodegenerative na sakit at pagdidisenyo ng mga paggamot na ligtas para sa mga pasyente. Magkakaroon din ng puwang upang mapabilis ang mga pagtuklas sa agham ng mga materyales at isulong ang napapanatiling enerhiya.

Access, kalendaryo at habang-buhay

Ang JUPITER ay bahagi ng network ng EuroHPC, kaya maaaring humiling ng oras ng pagtatrabaho ang anumang unibersidad sa Europa, pampublikong sentro ng pananaliksik, o kumpanya . Magkakaroon ng mga panawagan para sa mga panukala dalawang beses sa isang taon upang maglaan ng mga mapagkukunan nang mapagkumpitensya, na inuuna ang mga proyektong may epekto sa agham at industriya.

Mayroon nang totoong aktibidad. Dose-dosenang mga proyekto ang nailunsad ; binabanggit ng ilang mapagkukunan ang humigit-kumulang tatlumpung aktibong proyekto, habang ang iba ay itinataas ang bilang sa mahigit isang daang inisyatibo na napili upang ilunsad nang paunti-unti. Sa anumang kaso, ang daloy ay pare-pareho, na nagpapahintulot sa paggamit ng imprastraktura mula sa unang araw.

Ang inaasahang habang-buhay ay hindi bababa sa anim na taon , na nagbibigay ng katatagan sa mga pangkat ng pananaliksik na nangangailangan ng pagpapatuloy at sa mga kumpanyang kailangang magplano ng mga pag-unlad na may makatotohanang mga deadline sa mga larangang kasing-kompetitibo ng AI at siyentipikong simulasyon.

Europe bilang isang supercomputing hub

Dahil gumagana na ang JUPITER, pinalalakas ng EuroHPC Joint Undertaking ang ecosystem nito, na kinabibilangan na ng mga makinang tulad ng MareNostrum sa Spain, LEONARDO sa Italy, LUMI sa Finland , Discoverer sa Bulgaria, MeluXina sa Luxembourg, Vega sa Slovenia, Karolina sa Czech Republic, at Deucalion sa Portugal. Inilalagay ng hanay na ito ang kontinente bilang isang pandaigdigang kapangyarihan sa supercomputing at, higit sa lahat, nagbibigay ng soberanong kapasidad para sa mga estratehikong proyekto.

Ang pamamaraang ito ay naaayon sa isang prayoridad na ibinahagi ng mga pamahalaan, industriya, at komunidad ng pananaliksik: ang soberanong kontrol sa datos at imprastraktura . Sa praktikal na mga termino, nangangahulugan ito na ang Europa ay maaaring magsanay ng mga modelo, magpatakbo ng mga kritikal na simulation, at pamahalaan ang sensitibong impormasyon nang hindi umaasa sa mga patakaran ng mga ikatlong bansa.

Ano ang sinasabi ng mga bida ng proyekto

Itinatampok ng Eviden ang mahalagang pangyayari sa paghahatid ng unang sistemang exascale sa Europa gamit ang plataporma nitong BullSequana XH3000; para sa kumpanya, ito ay isang hakbang na nagpapatibay sa papel nito sa soberanya ng ekonomiya at industriya ng kontinente at naglalagay ng isang pambihirang makinang gawa sa Europa sa mga kamay ng komunidad ng mga siyentipiko.

Itinatampok ng ParTec ang dynamic modular architecture nito, na binuo sa pakikipagtulungan sa Jülich at mga kasosyong Europeo, bilang pundasyon para sa kahusayan at bilis na hinihingi ng mga sopistikadong AI algorithm . Naniniwala ang kumpanya na ang pagkapanalo sa kontrata ay nagpapalakas sa kompetisyon ng mga supplier ng Aleman at Europa sa paggawa ng mga supercomputer.

Sa bahagi nito, binibigyang-diin ng NVIDIA na ang pinabilis nitong computing ay nagpapagana sa unang European exascale supercomputer, na nagbibigay-daan sa pananaliksik na umunlad sa klima at meteorolohiya, agham ng materyales, mga tuklas sa parmasyutiko, inhenyeriya, at mga teknolohiya ng quantum computing. Ipinagdiriwang ng SiPearl ang Rhea1 processor nito na nagpapagana sa Cluster Module, binibigyang-kahulugan ito bilang pagpapatunay ng European Processor Initiative, na may direktang epekto sa soberanya ng teknolohiya at pagbabawas ng carbon footprint ng supercomputing at AI.

Ang JUPITER ay hindi lamang isang pagpapakita ng husay sa teknikal: ito ay isang estratehikong hakbang na naglalagay sa Europa sa liga ng exascale na may mahusay at nasusukat na imprastraktura na bukas sa komunidad ng siyentipiko at negosyo nito. Sa pagitan ng kapangyarihan ng AI Booster Module, ang kagalingan sa paggamit ng Cluster Module kasama ang Rhea1, ang pamumuno sa kahusayan ng JEDI module, at isang patuloy na lumalagong ecosystem ng EuroHPC, ang kontinente ay nakakasiguro ng isang nangungunang kasangkapan upang harapin ang mga hamon sa klima, kalusugan, industriyal, at siyentipiko na may sarili nitong ambisyon.