SEA-Projekte: Dreijähriges Engagement für das europäische Exascale Supercomputing
Nach drei Jahren Forschung und Entwicklung sind die EuroHPC JU-Projekte DEEP-SEA, IO-SEA und RED-SEA kürzlich zu einem erfolgreichen Abschluss gekommen. Die SEA-Projekte haben wesentliche Technologien für hocheffiziente, skalierbare heterogene Exascale-Supercomputer entwickelt und verbessert, insbesondere solche, die auf der Modular Supercomputing Architecture (MSA) basieren.
Alle drei Projekte haben ihre jeweiligen Abschlussprüfungen außerordentlich gut bestanden und hervorragendes Feedback von EuroHPC JU sowie externen Experten erhalten. Neben ihren individuellen Schwerpunkten haben sie eng zusammengearbeitet und so effiziente Systeme für die Nutzung in heterogenen und MSA-Supercomputern geschaffen. Die Arbeit wird nun in kommenden Projekten und Initiativen von den jeweiligen Partnern fortgesetzt.
Schlüsseltechnologien für künftiges Supercomputing
Die kommende Exascale-Generation, die mindestens 1018 Rechenoperationen pro Sekunde ausführt, wird den wissenschaftlichen und industiellen Anwendungsbereich revolutionieren. Das europaweit erste System dieser Art, JUPITER, wird noch in diesem Jahr schrittweise am JSC installiert. Die Anforderungen zur Energieeffizienz machen die Integration verschiedener Hardwarekomponenten notwendig, darunter CPUs, Beschleuniger (wie GPUs) sowie Kommunikations- und Speichertechnologien. Die Unterstützung solcher heterogenen Systeme bildete den Schwerpunkt der Projekte.
Durch enge Zusammenarbeit in den Bereichen Systemsoftware, Programmierumgebungen, Datenverwaltung und -speicherung sowie Netzwerke haben die SEA-Projekte den Stand der Technik für das Supercomputing der Zukunft entscheidend vorangetrieben.
Das Projekt DEEP-SEA, geleitet vom JSC, integrierte einen effizienten HPC-Software-Stack, der "Best-of-Breed"-Programmiermodelle, APIs, Tools und Bibliotheken umfasst. Von diesem profitieren MSA-basierte und herkömmliche heterogene Systeme durch Funktionen wie Optimierungszyklen, Unterstützung von hierarchischen Speichersystemen sowie den Einsatz moderner CI/CD-Techniken. Der DEEP-SEA Software Stack ist quelloffen und für alle Interessenten verfügbar.
Das Projekt IO-SEA, unter der Leitung von CEA, entwickelte einen auf die MSA abgestimmten Datenspeicher- und I/O-Stack, der mehrstufige Hierarchien vom Arbeitsspeicher bis zu Plattenlaufwerken sowie Bandspeicher unterstützt und Datentransfers über Hierarchieebenen abdeckt. IO-SEAs flexible, kurzlebige "ephemere Speicherdienste" und umfangreiche Instrumentierung und Telemetrie ermöglichen die flexible Optimierung von E/A Leistung und Energieeffizienz. Neue E/A-APIs ermöglichen den Zugriff basierend auf der Datensemantik.
Das Projekt RED-SEA, koordiniert von Eviden, konzentrierte sich auf die Entwicklung und Industrialisierung des europäischen Bull eXascale Interconnect (BXI) und brachte es mit verbesserter Skalierbarkeit, Ausfallsicherheit und Kompatibilität mit Ethernet über eine neue Gateway-Lösung mit geringer Latenz auf die Exascale-Ebene.
Die SEA-Projekte wurden von der European High-Performance Computing Joint Undertaking (JU) im Rahmen der Fördernummern 955606, 95811 sowie 955776 finanziert und von Belgien, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Spanien, Schweden, der Schweiz und der Tschechischen Republik unterstützt.
Kontakt: e.suarez@fz-juelich.de und h.hoppe@fz-juelich.de