LUMI-supertietokone jälleen yksi maailman tehokkaimmista ja vihreimmistä – Euroopan nopein

LUMI on ainutlaatuinen hanke kokonsa, ympäristöystävällisyytensä ja yhteiseurooppalaisen luonteensa ansiosta, ja sitä isännöi kymmenen maan konsortio. LUMI-supertietokone sijaitsee CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy:n datakeskuksessa Kajaanissa.

– Näin korkealle sijoittuminen Top500-listalla on merkittävä saavutus ja osoittaa eurooppalaisen yhteistyön voiman. LUMI-konsortio on yhteistyössä EuroHPC-yhteisyrityksen kanssa onnistunut hankkimaan sellaisen huippuluokan laitteen, joka tukee TKI-ponnistuksia kymmenessä konsortiomaassa. Tähän ei kukaan meistä olisi kyennyt yksin, sanoo CSC:n toimitusjohtaja Kimmo Koski LUMI-konsortion puolesta.

– Olemme iloisia LUMIn sijoituksesta listalla, ja olemme vielä sitäkin innostuneempia näkemään kaikki ne yhteiskunnalliset vaikutukset, joita näin tehokkaalla laitteistolla on mahdollista saavuttaa. LUMIn avulla on mahdollista vastata kokonaan uuden mittaluokan laskennallisiin haasteisiin kaikilla tutkimusaloilla ja ottaa mukaan suurempia aineistoja kuin useimmat eurooppalaiset tutkijat ovat koskaan aiemmin voineet käyttää. LUMI edistää digitalisaatiota koko yhteiskunnassa, Koski jatkaa.

– Olen erittäin mielissäni nähdessäni LUMIn jälleen Top500-listan huippusijoilla. Tämän merkittävän järjestelmän avulla voimme alkaa nähdä eurooppalaisen yhteistyön tuloksia. LUMIn poikkeuksellinen teknologia vahvistaa eurooppalaista kilpailukykyä ja innovaatiota sekä tukee Euroopan digitaalista suvereniteettia, sanoo Anders Dam Jensen, EuroHPC-yhteisyrityksen toimitusjohtaja.

LUMI-järjestelmän toimittaja on Hewlett Packard Enterprise (HPE), ja se perustuu HPE Cray EX -supertietokoneeseen.

– Olemme ylpeitä saadessamme toimittaa LUMI-järjestelmän, Euroopan nopeimman supertietokoneen yhteistyössä LUMI-konsortion, CSC:n, EuroHPC JU:n ja AMD:n kanssa, sanoo Justin Hotard, HPE:n varatoimitusjohtaja ja HPE:n suurteholaskennan ja tekoälytoimintojen pääjohtaja.

– LUMI on Euroopan ensimmäinen supertietokone, joka hyödyntää eksaskaalan teknologiaa yhdistäen kehittyneitä ohjelmistokehityksen työkaluja, prosessoreita ja kytkinverkkoa. Tämän avulla käyttäjät voivat kehittää parempia malleja ja simulaatioita ja yhdistää näihin tekoälyn hyödyntämisen uudessa mittakaavassa uusien tieteellisten saavutusten aikaansaamiseksi. LUMI edistää tutkimusta kriittisillä tieteenaloilla kuten ilmastomallinnuksen, lääkeaineiden- ja uusien materiaalien kehityksen parissa vahvistaen Euroopan kilpailukykyä ja suvereniteettia, Hotard jatkaa.

LUMIn toinen pilottivaihe lähes 30 tutkimushankkeelle käynnistyi marraskuussa 2022. Pilottihankkeissa on mukana projekteja monilta eri tieteenaloilta kuten astrofysiikasta, ilmasto- ja syöpätutkimuksesta. Näiden lisäksi mukana on tieteenaloja, jotka ovat vasta viime vuosina alkaneet lisätä laskennallisten menetelmien käyttöä, yksi esimerkki tästä kehityksestä on luonnollisen kielen käsittely. Toisen pilottivaiheen jälkeen LUMI-supertietokone on yleisesti käyttäjien saatavilla kaikkialla Euroopassa.

– LUMIn HPL-luku jatkaa nousuaan ja saimme hyviä sijoituksia myös muilla täydentävillä listoilla – kuten HPCG ja HPL-AI – mutta emme ole vielä nähneet LUMIn täyttä potentiaalia. Järjestelmän pilottikäytön aikana olemme kuitenkin jo nähneet välähdyksiä LUMIn tarjoamista mahdollisuuksista ja sen vaikuttavasta suorituskyvystä todellisessa tieteellisessä kuormituksessa. Järjestelmä on nyt valmis eurooppalaisia tieteellisiä läpimurtoja ja innovaatiota varten, sanoo LUMI-supertietokonekeskuksen johtaja Pekka Manninen CSC:ltä.

Erittäin kestävää suurteholaskentaa

LUMI-supertietokone sijoittui seitsemännelle sijalle uusimmalla Green500-listalla, joka asettaa Top500-listan supertietokoneet järjestykseen niiden energiatehokkuuden perusteella. LUMIn suorituskyky wattia kohden (GFlops/Watts) on 51,38, mikä tekee siitä yhden maailman ympäristöystävällisimmistä supertietokoneista.

– LUMIn laskentatehon lisäksi olen erittäin tyytyväinen LUMIn sijoitukseen Green500-listalla. On yhä tärkeämpää ottaa huomioon supertietokoneiden energiatehokkuus ja ekologisuus. Olen ylpeä, että LUMI toimii esimerkkinä ympäristöystävällisestä laskennasta, joka yhdistyy huippuluokan teknologiaan ja maailmanluokan laskentatehoon, Jensen lisää.

CSC:n Kajaanin datakeskus, jossa LUMI sijaitsee, on yksi maailman ekotehokkaimmista datakeskuksista. LUMIn käyttämä energia tuotetaan sataprosenttisesti vesivoimalla ja järjestelmän hukkalämpöä voidaan hyödyntää Kajaanin kaukolämpöverkossa. Alueen viileän ilmaston ansiosta supertietokoneen jäähdyttäminen vaatii vain vähän energiaa. Näin ollen LUMIn energiatehokkuus on omassa luokassaan.

– LUMI-konsortio on erittäin ylpeä siitä, että LUMI-supertietokoneella on näin pieni hiilijalanjälki. Haluamme myös nähdä, mitä kaikkea LUMI voi saavuttaa hiilikädenjäljen osalta, eli miten se voi edistää tutkimus- ja kehitystyötä, jolla etsitään ratkaisuja ilmastohaasteisiin. Yksi lupaava tutkimusväylä ovat maapallon digitaaliset kaksoset, jotka käyttävät LUMIn merkittävää laskentatehoa mallintamaan, seuraamaan ja simuloimaan eri luonnonilmiöiden sekä ihmisen toiminnan vaikutuksia planeetallemme, Koski täydentää.

Kärkisijoja myös muilla listoilla

Uudella HPCG-listalla (High-Performance Conjugate Gradient) LUMI sijoittui sijalle kolme. HPCG-lista on vaihtoehtoinen tapa mitata supertietokoneen tehokkuutta ja se täydentää HPL-listausta, johon Top500-sijoitus perustuu.

LUMI listattiin HPL-AI-listalla toiseksi: LUMI saavutti listalla 2.168 eksaflopsin-suorituskyvyn. HPL-AI-vertailuarvo mittaa suurteholaskennan (HPC) ja tekoälyn (AI) työkuormien konvergenssia, joka oli yksi LUMIn arkkitehtuurin suunnittelun päämääristä.

Lisäksi LUMIlle myönnettiin palkinto HPCwire-lehden vuotuisessa Readers’ and Editors’ Choice -äänestyksessä. LUMI sai tunnustuksen parhaasta kestävän kehityksen innovaatiosta suurteholaskennan alalla (Best Sustainability Innovation in HPC, HPCwire Editors’ Choice Award 2022). LUMI sai vastaavan palkinnon myös viime vuonna.

LUMI-arkkitehtuuri

LUMIn koko järjestelmäarkkitehtuuri:

• LUMI-järjestelmän toimittaja on Hewlett Packard Enterprise (HPE), ja se perustuu HPE Cray EX -supertietokoneeseen.
• Grafiikkasuoritinosio koostuu 2560 solmusta, joista jokaisessa on yksi 64-ytiminen AMD Trento -suoritin ja neljä AMD MI250X -grafiikkasuoritinta.
• Jokaisessa grafiikkasuorittimen solmussa on neljä 200 Gt/s:n verkkokorttia, eli jokaisella niistä on yhteensä 800 Gt/s:n kaistanleveys LUMIn kytkinverkossa.
• LUMI-G:n Linpack-suorituskyky (HPL) lopullisessa kokoonpanossaan on 375 petaflopsia.
• MI250X-grafiikkasuorittimen 128 Gt:n HBM2e-muisti tarjoaa yli 3,2 Tt/s muistikaistaa.
• Yksi MI250X-kortti pystyy tuottamaan 42,2 teraflopsin suorituskyvyn HPL-suorituskykytestissä. Lisätietoja kortin suorituskyvystä voi löytää AMD:n verkkosivustolta.
• LUMIssa on grafiikkasuorittimien lisäksi toinen osio (LUMI-C), joka käyttää pelkkiä prosessorisolmuja ja jossa on 64-ytimiset kolmannen sukupolven AMD EPYC™ -suorittimia ja muistia 256 Gt:n ja 1024 Gt:n väliltä. Kaksikantaisia prosessorisolmuja on yhteensä 1 536.
• LUMIssa on myös osio, jossa on suuria muistisolmuja yhteensä 32 Tt:n edestä.
• Visualisointia varten LUMIssa on 64 Nvidia A40 -grafiikkasuoritinta.
• LUMIn tallennusjärjestelmä, joka perustuu HPE:n Cray Clusterstor E1000 -tallennusjärjestelmään, koostuu kolmesta osasta. Ensimmäisenä on 8 petatavun huippunopea Lustre-teknologiaan perustuva flash-levyjärjestelmä. Seuraavana on 80 petatavun perinteisempi rinnakkaislevyjärjestelmä, joka perustuu myös Lustre-teknologiaan.
• Lisäksi LUMIssa on 30 petatavun datanhallintajärjestelmä, joka perustuu Ceph-teknologiaan.
• LUMIn eri osiot on kytketty samaan erittäin nopeaan HPE Slingshot -kytkinverkkoon (200 Gbit/s).
• LUMI vaatii yli 300m2 lattiapinta-alaa, joka vastaa noin kahta tenniskenttää. Järjestelmän paino on lähes 150 000 kg (150 tonnia).

Lisätietoja:
Mediagalleria: www.lumi-supercomputer.eu/media
Haastattelupyynnöt: media@lumi-supercomputer.eu