德國 JUPITER 成為全球第四快超級計算機

JUPITER 位於德國的 Jülich 超級計算中心 (JSC),在其首次亮相後成為全球第四快的超級計算機。Georgia Tech 在幫助該系統進入最新 TOP500 名單方面發揮了重要作用。

助理教授 Spencer Bryngelson 通過 JUPITER 研究及早期訪問計劃 (JUREAP) 獲得了該系統的專屬訪問權限。在 JUREAP 中,Bryngelson 的多組件流動代碼 (MFC) 在工程師的計算機上進行了測試。

MFC 項目的主要目標是研究液滴在遭受高速音速衝擊波時的反應。Bryngelson 表示:「衝擊-液滴問題在流體力學中已經是一個經典測試問題數十年。這個問題的挑戰性足以讓我保持科學興趣,雖然結果顯然是重要的。」他強調,理解液滴在極端狀態下的行為仍然是具有高工程價值的開放科學問題。

測試結果顯示,液滴在波浪擊中後變形為煎餅狀,並在衝擊波影響下破裂,隨後噴出渦環。

在航空工程中,渦度是設計能夠以超音速和高超音速飛行的飛機時所考慮的重要因素。小液滴和渦流對於高馬赫數的飛行器可能造成重大危害。這些計算模型的模擬減少了與物理測試相關的風險和成本。JUREAP 項目展示了一種更安全的方式來評估航空系統。

在醫療領域,人體也由流體組成,並且可能發生快速而強大的流動。醫學研究人員可以利用模擬設計出較少侵入性的衝擊波治療,這些治療可用於如打碎腎結石或減少炎症等情況。

MFC 對於大大小小的問題都能良好運作,因此在 JUPITER 的早期階段進行測試是合適的。該項目取得的成功使其獲得了超級計算機強大性能的特別證書。

該項目是 Georgia Tech 和 JSC 研究人員的合作,命名為 Exascale Multiphysics Flows (ExaMFlow),這是一個指稱能夠進行每秒一 exaflop(即一千億億次計算)的機器。

JUPITER 每瓦計算超過 600 億次操作,使其成為前五名中最具能源效率的系統。

在全球排名中,JUPITER 前方的三台超級計算機均為 exascale 超級計算機,分別為位於洛斯阿拉莫斯國家實驗室的 El Capitan、位於橡樹嶺國家實驗室的 Frontier 以及位於阿根廷國家實驗室的 Aurora。JUPITER 同時也是歐洲最快的超級計算機。

在 ExaMFlow 項目中,Bryngelson 的軟體在 JUPITER 系統的兩個強大部分上進行了測試,即 JUWELS Booster 和 JUPITER Exascale Transition Instrument (JETI),這兩部分是 JUPITER 的主要組件。測試結果顯示,Bryngelson 的軟體在這兩個系統上的運行效率非常高,甚至優於使用 NVIDIA A100 GPU 的其他計算機。

成功的原因之一是團隊獲得了 Georgia Tech 類似的 NVIDIA 硬體支持。Georgia Tech 擁有一個強大的計算系統,稱為 Phoenix Cluster,包含 A100 GPU。Bryngelson 的實驗室也配備了 A100 GPU 和四個 NVIDIA 最新的 GH200 Grace Hopper Superchips。

由於 JUPITER 配備了約 24,000 顆 NVIDIA 的 Grace Hopper Superchips,Bryngelson 對硬體的研究為 ExaMFlow 項目提供了特別的見解。

ExaMFlow 團隊還包括 NVIDIA 科學家 Nikolaos Tselepidis 和 Benedikt Dorschner,他們在測試期間觀察了 NVIDIA 硬體的實際運作。JSC 的研究人員 Luis Cifuentes、Rakesh Sharma、Seong Koh 和 Sohel Herff 在早期 JUPITER 模塊上運行 Bryngelson 的 MFC 軟體中扮演了重要角色。

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Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。