Exascale Computing
Was ist das?
Exascale-Computing bezeichnet die nächste Entwicklungsstufe der Supercomputertechnologie. Supercomputer werden dabei Daten mit einer Geschwindigkeit von einer Quintillion Gleitkommaoperationen pro Sekunde verarbeiten können – das entspricht einem „exaFLOPS“. Eine Quintillion ist zehn hoch 18, also eine Eins mit 18 Nullen. Damit sind diese Systeme tausendmal schneller als die aktuelle Generation von Supercomputern, die in der Regel im Bereich von „petaFLOPS“ arbeitet – einer Billiarde Gleitkommaoperationen pro Sekunde. Falls diese Zahlen schwer vorstellbar sind, hilft vielleicht folgendes Bild: Ein Supercomputer mit einer Leistung im PetaFLOPS-Bereich ist bereits eine Million Mal schneller als der schnellste Personal Computer. Exascale-Computing wird tausendmal schneller sein als das.
In der Branche gilt Exascale-Computing als das nächste große Ziel in der Supercomputer- beziehungsweise Hochleistungsrechnertechnologie (HPC). Derzeit gibt es weltweit nur sehr wenige Exascale-Computer. Doch mit den kontinuierlichen Fortschritten in der Server- und Prozessortechnologie könnte Exascale-Computing schon bald eher die Regel als die Ausnahme sein.
In der Branche gilt Exascale-Computing als das nächste große Ziel in der Supercomputer- beziehungsweise Hochleistungsrechnertechnologie (HPC). Derzeit gibt es weltweit nur sehr wenige Exascale-Computer. Doch mit den kontinuierlichen Fortschritten in der Server- und Prozessortechnologie könnte Exascale-Computing schon bald eher die Regel als die Ausnahme sein.
Warum wird es benötigt?
Es versteht sich von selbst, dass alle Bereiche, die bereits vom Supercomputing profitieren, durch Exascale-Computing noch weiter vorangebracht werden. Kurz gesagt sind in den folgenden Bereichen bahnbrechende Fortschritte zu erwarten:
● Künstliche Intelligenz (KI): Im Zeitalter der generativen KI müssen KI-Modelle wie Large Language Models (LLMs) anhand unglaublich großer Datensätze trainiert werden und über Parameterzahlen im Billionenbereich verfügen. Exascale-Computing wird Big Data deutlich schneller verarbeiten können und den Weg für neue KI-Innovationen ebnen, die unser Leben verändern werden.
● Klimawandel: Klimamodelle und Wettervorhersagen sind entscheidend, damit sich die Menschheit auf die Folgen des Klimawandels vorbereiten kann. Mit Exascale-Computing können Forschende hochpräzise Computersimulationen sehr schnell durchführen und belastbare Daten bereitstellen. Diese helfen Behörden und betroffenen Gemeinden, die Auswirkungen extremer Wetterereignisse zu begrenzen.
● Gesundheitswesen und Medizin: KI-gestützte Analysen im Gesundheitswesen und die Präzisionsmedizin können maßgeblich dazu beitragen, dass Patientinnen und Patienten rechtzeitig die benötigten medizinischen Ressourcen erhalten. Exascale-Computing wird diese Bemühungen vorantreiben und uns dabei helfen, ein glücklicheres und gesünderes Leben zu führen. Darüber hinaus kann es in der Arzneimittelentwicklung eingesetzt werden, um neue Wirkstoffformeln zu entwickeln und Arzneimittelwechselwirkungen zu simulieren und so bessere und sicherere Medikamente zu ermöglichen.
● Künstliche Intelligenz (KI): Im Zeitalter der generativen KI müssen KI-Modelle wie Large Language Models (LLMs) anhand unglaublich großer Datensätze trainiert werden und über Parameterzahlen im Billionenbereich verfügen. Exascale-Computing wird Big Data deutlich schneller verarbeiten können und den Weg für neue KI-Innovationen ebnen, die unser Leben verändern werden.
● Klimawandel: Klimamodelle und Wettervorhersagen sind entscheidend, damit sich die Menschheit auf die Folgen des Klimawandels vorbereiten kann. Mit Exascale-Computing können Forschende hochpräzise Computersimulationen sehr schnell durchführen und belastbare Daten bereitstellen. Diese helfen Behörden und betroffenen Gemeinden, die Auswirkungen extremer Wetterereignisse zu begrenzen.
● Gesundheitswesen und Medizin: KI-gestützte Analysen im Gesundheitswesen und die Präzisionsmedizin können maßgeblich dazu beitragen, dass Patientinnen und Patienten rechtzeitig die benötigten medizinischen Ressourcen erhalten. Exascale-Computing wird diese Bemühungen vorantreiben und uns dabei helfen, ein glücklicheres und gesünderes Leben zu führen. Darüber hinaus kann es in der Arzneimittelentwicklung eingesetzt werden, um neue Wirkstoffformeln zu entwickeln und Arzneimittelwechselwirkungen zu simulieren und so bessere und sicherere Medikamente zu ermöglichen.
Wie unterstützt GIGABYTE?
Die Serverlösungen von GIGABYTE Technology werden von Unternehmen und Forschungseinrichtungen weltweit eingesetzt, die im Bereich Supercomputing neue Maßstäbe setzen möchten. Zahlreiche renommierte Institutionen wie die Waseda-Universität in Japan und die Universidad Rey Juan Carlos in Spanien haben bereits Computing-Cluster mit GIGABYTE-Servern aufgebaut. Wissenschaftler nutzen diese hochmodernen Supercomputing-Plattformen für die Forschung zu Klimawandel und Gesundheit.
Ein Grund für die hohe Rechenleistung der GIGABYTE-Server ist die enge Zusammenarbeit von GIGABYTE mit führenden Chipherstellern wie AMD, Intel und NVIDIA. Durch die Ausstattung der Server mit den neuesten Prozessoren und die Optimierung ihrer Leistung mithilfe proprietärer Entwicklungen im Systemdesign und im Wärmemanagement kann GIGABYTE seinen Kunden unübertroffene Verarbeitungsgeschwindigkeiten bieten und ihre Supercomputing-Projekte beschleunigen. Die GIGABYTE-G593-Serie von GPU-Servern gehört beispielsweise zu den leistungsstärksten KI-Entwicklungsplattformen auf dem Markt. Diese Produkte kombinieren ein NVIDIA HGX™ H100 8-GPU-Computing-Modul mit AMD EPYC™ 9004 (beim G593-ZD2) oder Intel® Xeon® Scalable der 4. Generation (beim G593-SD0) CPUs und schaffen so eine optimale Lösung für KI-Anwendungen. Die G593-Serie ist mit Flüssigkeitskühlung kompatibel, die das Rechenpotenzial der Prozessoren weiter ausschöpfen und zugleich die PUE verbessern kann. Die G593-Serie kann außerdem als Bestandteil des GIGAPOD eingesetzt werden. Dabei werden vier dieser Server in einem einzigen Server-Rack installiert, um bei Bildverarbeitung und Aufgaben der natürlichen Sprachverarbeitung (NLP) im großen Maßstab Exascale-Leistung bereitzustellen.
Das GIGABYTE-Portfolio wird kontinuierlich um neue leistungsstarke Prozessorlösungen erweitert. Die AMD Instinct™ MI300-Chips sind beispielsweise eine neue Serie von APUs der Data-Center-Klasse, die die Funktionen von CPU und GPU in einem Package vereinen. GIGABYTE-Server mit Unterstützung für diese Prozessoren werden in Kürze verfügbar sein. Die NVIDIA Grace Hopper™ Superchips sind eine weitere Prozessorlösung, die die Funktionen von CPUs und GPUs integriert. Sie sind in den H223-V10- und H263-V11-High-Density-Servern von GIGABYTE verfügbar.
Nicht zuletzt ist erwähnenswert, dass einer der leistungsstärksten Supercomputer der Welt, Fugaku, auf ARM-Prozessoren basiert. ARM-Prozessoren können aufgrund der vereinfachten RISC-Architektur mehr Kerne in einem einzelnen Chip integrieren. GIGABYTE bietet ein umfassendes Portfolio an ARM-Servern. Ein herausragendes Beispiel ist der R283-P93, der mit CPUs der AmpereOne™-Familie ausgestattet ist und bis zu 192 Kerne in einem einzelnen Prozessor bereitstellen kann.
Ein Grund für die hohe Rechenleistung der GIGABYTE-Server ist die enge Zusammenarbeit von GIGABYTE mit führenden Chipherstellern wie AMD, Intel und NVIDIA. Durch die Ausstattung der Server mit den neuesten Prozessoren und die Optimierung ihrer Leistung mithilfe proprietärer Entwicklungen im Systemdesign und im Wärmemanagement kann GIGABYTE seinen Kunden unübertroffene Verarbeitungsgeschwindigkeiten bieten und ihre Supercomputing-Projekte beschleunigen. Die GIGABYTE-G593-Serie von GPU-Servern gehört beispielsweise zu den leistungsstärksten KI-Entwicklungsplattformen auf dem Markt. Diese Produkte kombinieren ein NVIDIA HGX™ H100 8-GPU-Computing-Modul mit AMD EPYC™ 9004 (beim G593-ZD2) oder Intel® Xeon® Scalable der 4. Generation (beim G593-SD0) CPUs und schaffen so eine optimale Lösung für KI-Anwendungen. Die G593-Serie ist mit Flüssigkeitskühlung kompatibel, die das Rechenpotenzial der Prozessoren weiter ausschöpfen und zugleich die PUE verbessern kann. Die G593-Serie kann außerdem als Bestandteil des GIGAPOD eingesetzt werden. Dabei werden vier dieser Server in einem einzigen Server-Rack installiert, um bei Bildverarbeitung und Aufgaben der natürlichen Sprachverarbeitung (NLP) im großen Maßstab Exascale-Leistung bereitzustellen.
Das GIGABYTE-Portfolio wird kontinuierlich um neue leistungsstarke Prozessorlösungen erweitert. Die AMD Instinct™ MI300-Chips sind beispielsweise eine neue Serie von APUs der Data-Center-Klasse, die die Funktionen von CPU und GPU in einem Package vereinen. GIGABYTE-Server mit Unterstützung für diese Prozessoren werden in Kürze verfügbar sein. Die NVIDIA Grace Hopper™ Superchips sind eine weitere Prozessorlösung, die die Funktionen von CPUs und GPUs integriert. Sie sind in den H223-V10- und H263-V11-High-Density-Servern von GIGABYTE verfügbar.
Nicht zuletzt ist erwähnenswert, dass einer der leistungsstärksten Supercomputer der Welt, Fugaku, auf ARM-Prozessoren basiert. ARM-Prozessoren können aufgrund der vereinfachten RISC-Architektur mehr Kerne in einem einzelnen Chip integrieren. GIGABYTE bietet ein umfassendes Portfolio an ARM-Servern. Ein herausragendes Beispiel ist der R283-P93, der mit CPUs der AmpereOne™-Familie ausgestattet ist und bis zu 192 Kerne in einem einzelnen Prozessor bereitstellen kann.
