Ngày 27/5/2021 vừa qua Trung tâm Máy tính Khoa học Nghiên cứu Năng lượng Quốc gia Hoa Kỳ (The National Energy Research Scientific Computing Center – NERSC) đã đưa vào hoạt động siêu máy tính Perlmutter, với năng lực tính toán lên đến 4 exaflop.

Siêu máy tính Perlmutter nhanh nhất thế giới

Hiện tại, Perlmutter là hệ thống lớn nhất được xây dựng bằng siêu máy tính HPE Cray EX được xuất xưởng. Perlmutter dựa trên nền tảng HPE Cray Shasta, với mục đích phục vụ các nghiên cứu quan trọng trong nhiều lĩnh vực như mô hình khí hậu, mô phỏng vũ trụ sơ khai, nghiên cứu ung thư, vật lý năng lượng cao, cấu trúc protein, khoa học vật liệu,… Được thiết kế từ đầu cho các tải công việc trọng yếu như điện toán hiệu năng cao – HPC và trí tuệ nhân tạo siêu hội tụ, Perlmutter hỗ trợ mô hình điện toán không đồng nhất, cho phép sử dụng kết hợp các máy chủ phiến có trang bị những bộ xử lý và kiến trúc GPU (bộ xử lý đồ họa) khác nhau. Trước mắt, siêu máy tính này sẽ được dùng để xử lý dữ liệu từ dụng cụ quang phổ năng lượng tối (DESI) – một loại máy ảnh vũ trụ có thể chụp tới 5,000 thiên hà trong một lần phơi sáng.

Perlmutter tận dụng công nghệ kết nối HPE Slingshot kết hợp các tính năng thông minh cho phép các khối lượng công việc đa dạng chạy đồng thời trên toàn hệ thống. Nó bao gồm tính năng định tuyến thích ứng mới, chất lượng dịch vụ và quản lý tắc nghẽn trong khi vẫn giữ được khả năng tương thích đầy đủ với Ethernet. Khả năng tương thích Ethernet rất quan trọng đối với việc sử dụng siêu máy tính của NERSC vì nó cho phép các đường dẫn mới kết nối rộng hơn với hệ thống tệp nội bộ cũng như với Internet bên ngoài.

Perlmutter cũng cho phép kết nối trực tiếp với Cray ClusterStor E1000, hệ thống lưu trữ All Flash dựa trên kiến trúc Lustre với dung lượng 35PB và tốc độ truyền dữ liệu hơn 5 terabyte/giây, giúp siêu máy tính này có thể xử lý thông tin của một năm trong một vài ngày thay vì vài tuần hoặc vài tháng trên các hệ thống trước đó. Các lõi Tensor được sử dụng bên trong siêu máy tính có thể tăng tốc các phép tính có độ chính xác kép để mô phỏng cũng như các phép tính có độ chính xác hỗn hợp cần thiết cho việc học sâu (deep learning). 

Siêu máy tính Perlmutter – Không chỉ cải tiến về phần cứng mà còn hơn thế nữa

Siêu máy tính Perlmutter được trang bị bộ phần mềm HPE Cray – được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của kỷ nguyên điện toán Exascale, nơi các hệ thống ngày càng lớn hơn và phức tạp hơn, với nhu cầu đáp ứng tải công việc trọng yếu như điện toán hiệu năng cao (HPC), trí tuệ nhân tạo (AI), phân tích, mô hình và mô phỏng hội tụ trong một môi trường đám mây. Nó sẽ là chìa khóa mang đến một loại trải nghiệm siêu máy tính mới cho người dùng.

Joseph George, Phó chủ tịch Marketing và liên kết của HPE chia sẻ: “Kỉ nguyên Exscale mới chỉ bắt đầu và Perlmutter là bước đầu tiên quan trọng trên con đường này. HPE mong muốn được thấy nhiều lợi ích từ những khám phá khoa học đa dạng mà Trung tâm Máy tính Khoa học Nghiên cứu Năng lượng Quốc gia Hoa Kỳ sẽ mang lại với siêu máy tính HPE Cray EX mới của mình.”

Ban đầu, Perlmutter sẽ được giao nhiệm vụ tạo ra bản đồ 3D lớn nhất từ ​​trước đến nay về vũ trụ trước khi chuyển sang các dự án dựa trên trí tuệ nhân tạo khác trong tương lai. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu sẽ bổ sung thêm sức mạnh tính toán của trí tuệ nhân tạo vào hệ thống trong cuối năm nay ở giai đoạn phát triển thứ hai của nó.

Các dự án khác được thiết lập để chạy trên siêu máy tính Perlmutter cũng có những mục tiêu đầy tham vọng tương tự. Trong đó, một số sẽ sử dụng những đặc điểm độc đáo của lõi Tensor trong A100 để mô phỏng tương tác giữa các nguyên tử, điều mà trước đây là không thể. Công trình nghiên cứu này có thể chứng minh điều kỳ diệu trong lĩnh vực khoa học vật liệu, bằng cách có khả năng khám phá ra những cách phát triển pin, nhiên liệu sinh học và những thứ tương tự hiệu quả hơn.

Tại Đông Nam Á, trung tâm siêu máy tính Quốc gia (NSCC) của Singapore cũng đang triển khai xây dựng dự án siêu máy tính HPE Cray CX. Dự án trị giá 200 triệu đôla Sing, với năng lực hệ thống mạnh gấp hơn 8 lần hệ thống HPC hiện có. Các nhà khoa học hy vọng sự kết hợp của những công nghệ tiên tiến này sẽ cho phép này sẽ giúp họ hiểu được sự lây lan của các giọt ho trong không khí, điều quan trọng để giải quyết các nguy cơ tức thời liên quan đến đại dịch COVID-19; tăng tốc hiểu biết về dự báo thời tiết và mô hình khí hậu cho Singapore và Đông Nam Á với khả năng lập mô hình thời tiết độ phân giải cao; và nâng cao tính an toàn trong lái xe tự động với đào tạo AI được tối ưu hóa.