Los investigadores de la Universidad de Ratisbona, en Alemania, están ampliando la exploración de los orígenes del universo gracias al nuevo superordenador Fujitsu, el PRIMEHPC FX700, apoyado por el nuevo procesador basado en Arm Fujitsu A64FX. Así, el proyecto QPACE4 (QCD Parallel Computing Engine 4) de la universidad puede ahora alcanzar nuevos conocimientos, utilizando la tecnología desarrollada por Fujitsu para el superordenador Fugaku recientemente clasificado en el número 1 de la lista TOP500 de los superordenadores del mundo¹.
Sus científicos aprovechan el importante aumento de la capacidad de cálculo para las simulaciones numéricas como parte de su exploración de la cromodinámica cuántica (QCD). Este trabajo tiene por objeto comprender mejor las partículas fundamentales, incluida la estructura interna del protón y, en última instancia, determinar el estado del universo inmediatamente después del Big Bang. La supercomputadora también será utilizada por la Universidad de Ratisbona en el campo de la bioinformática, centrándose en la investigación del cáncer y la inmunología.
La instalación de QPACE4 convierte a la Universidad de Ratisbona en el primer usuario de Europa que utiliza la PRIMEHPC FX700 de Fujitsu con procesadores A64FX (CPUs), el último de una larga serie de hitos de la supercomputación logrados por Fujitsu². Estas CPU cumplen con el Armv8.2-A SVE, la más reciente arquitectura de conjunto de instrucciones para servidores de alto rendimiento y que es particularmente eficiente energéticamente.
QPACE4 es la cuarta supercomputadora en el marco de SFB/TRR-55³, financiada por la Fundación Alemana de Investigación (DFG). Utiliza el mismo procesador que la supercomputadora Fugaku, que ha sido desarrollada conjuntamente por Fujitsu con el mundialmente conocido RIKEN, Centro para Ciencias Computacionales4 en Kobe, Japón.
Además de un rendimiento superior por vatio, el procesador A64FX también incorpora Extensiones Vectoriales Escalables (SVEs). Desarrolladas para aplicaciones en computación de alto rendimiento (HPC), aceleran los cálculos complejos, permitiendo que la misma operación matemática se lleve a cabo en paralelo en grandes cantidades de datos. Así mismo, el procesador está acoplado a una memoria principal extremadamente rápida (High Bandwidth Memory, o HBM2), que para la mayoría de las aplicaciones es tan importante como la pura potencia de cálculo, proporcionando una relación muy equilibrada entre potencia de cálculo, ancho de banda de la memoria y de la red, evitando los cuellos de botella del rendimiento. Otra diferencia importante es que la potencia de computación del sistema Fujitsu no se basa en las tarjetas gráficas. Esto hace que sea mucho más fácil de programar, especialmente en el caso de la paralelización masiva, que es esencial para las aplicaciones llamadas «Grand Challenge «5
El despliegue de la nueva supercomputadora en Ratisbona es el último ejemplo de la asociación extremadamente fuerte de la Universidad con Fujitsu, basada en HPC y en las supercomputadoras en particular. En 2016 se hizo cargo, junto con la Universidad de Wuppertal, del superordenador Fujitsu QPACE3 – instalado en el Centro de Supercomputación de Jülich (JSC) cerca de Colonia.
Notas
1 Since 1993, the TOP500 has updated and published relative rankings of the performance of the world’s fastest supercomputers on a semi-annual basis. Performance results reported by vendors are validated by high-performance computer experts, computational scientists, manufacturers, and the wider Internet community. The Fugaku system ranked first in the June 2020 TOP500 list had a LINPACK performance of 415.53 PFLOPS (petaflops) with a computing efficiency ratio of 80.87%. It is the first time a Japanese supercomputer has taken first place in TOP500 since the K computer, also manufactured by Fujitsu, claimed No.1 position in 2011. Fugaku’s performance is approximately 2.8 times that of the supercomputer ranked second in the current TOP500 list, with 148.6 PFLOPS. These rankings were announced on June 22, 2020 at the virtual event ISC (International Supercomputing Conference) High Performance 2020 Digital.
2 Fujitsu has more than 40 years of expertise in the field of supercomputing, having developed the first supercomputer in Japan in 1977. In 2006, Fujitsu entered a long-standing relationship with Japan’s leading research institute RIKEN, which led to the development of the “K computer”. In 2011, the “K computer” – also designed by RIKEN and Fujitsu – topped the TOP500 list, with its computation speed of more than 10 PetaFLOPS. Underlining the continued pace of supercomputer development, Fugaku’s Linpack performance is approximately 40x that of “K computer”, and more than twice as fast as the Summit system which led the TOP500 in November last year.
3 SFB/TRR-55 «Hadron Physics from Lattice QCD» was established in July 2008 by the Deutsche Forschungsgemeinschaft at the Universities of Regensburg and Wuppertal. It is currently coordinated by Regensburg
4 RIKEN is Japan’s largest comprehensive research institution renowned for high-quality research in a diverse range of scientific disciplines. Founded in 1917 as a private research foundation in Tokyo, RIKEN has grown rapidly in size and scope, today encompassing a network of world-class research centers and institutes across Japan.
5 Grand Challenges are immensely difficult but important problems set by institutions or professions to encourage solutions to real-world issues that are global in scale, multi-disciplinary in approach and are capable of capturing the public’s imagination, and hence political support.
Enlaces relacionados
Fugaku website https://www.fujitsu.com/global/about/innovation/fugaku/
Fugaku brochure https://www.fujitsu.com/global/Images/supercomputer-fugaku.pdf