Superkomputer Frontier Melonjak hingga 1,35 Exaflops, Untuk Mengatasi “Masalah Sains Terbesar di Planet Ini”
Superkomputer Frontier di Laboratorium Nasional Oak Ridge telah mencapai tolok ukur baru dalam kecepatan komputasi, mencatat 1,35 exaflops dalam skor Linpack Berkinerja Tinggi.
Sejak debutnya pada tahun 2022, Frontier telah menambahkan 400 node baru, berkontribusi terhadap peningkatan signifikan dalam kemampuan komputasinya. Sistem ini kini unggul dalam tugas-tugas komputasi dengan presisi campuran, yang sangat penting untuk aplikasi mulai dari pemodelan fenomena biologis hingga kemajuan kecerdasan buatan.
Evolusi Lanjutan Superkomputer Frontier
Dua setengah tahun setelah menjadi superkomputer pertama yang memecahkan hambatan exascale, sistem Frontier di Laboratorium Nasional Oak Ridge Departemen Energi terus mendefinisikan ulang tolok ukur kinerja untuk kecepatan dan efisiensi.
Minggu lalu, superkomputer HPE Cray EX mencetak rekor baru untuk kecepatan pemecahan masalah, yang diungkapkan pada pembaruan TOP500 di Konferensi Internasional untuk Komputasi, Jaringan, Penyimpanan, dan Analisis Kinerja Tinggi (SC24) di Atlanta. Frontier mencapai skor High-Performance Linpack (HPL) sebesar 1,35 exaflops—setara dengan 1,35 triliun kalkulasi per detik—menggunakan aritmatika presisi ganda, standar 64-bit untuk ilmiah ketepatan dalam penelitian komputasi.
Kepemimpinan dan Prestasi Kinerja
“Angka-angka baru Frontier mencerminkan kontribusi luar biasa dari para pakar komputasi dan komputasi OLCF yang mengetahui cara terbaik mengoptimalkan sistem komputasi berkinerja tinggi yang mutakhir untuk melayani kebutuhan komunitas pengguna ilmiah kami yang terus berkembang,” kata Gina Tourassi, direktur laboratorium asosiasi untuk komputasi dan ilmu komputasi di ORNL. “Mereka tidak pernah berhenti mendorong batasan, sepanjang hidup sistem.”
Skor tersebut menjadikan Frontier posisi No. 2 pada daftar TOP500 November 2024, yang memberi peringkat superkomputer tercepat di dunia. Frontier memulai debutnya di puncak daftar pada Mei 2022 di 1.1. exaflops sebagai mesin pertama yang mencapai kinerja exascale dengan lebih dari satu triliun kalkulasi per detik.
“Tim ahli internal kami memahami bagaimana mendapatkan hasil maksimal dari sistem ini dalam hal kinerja,” kata Ashley Barker, direktur Oak Ridge Leadership Computing Facility, yang menaungi Frontier. “Mereka adalah tim komputasi exascale paling berpengalaman di dunia, dan mereka menjalankan pengujian ini di Frontier sementara mesin tersebut menjalankan masalah sains lainnya untuk pengguna.”
Kemajuan Signifikan dalam Kekuatan Komputasi
Peningkatan kecepatan Frontier menandai lompatan sekitar 150 petaflops, atau 150 kuadriliun kalkulasi per detik – kira-kira setara dengan kinerja superkomputer pendahulunya Summit, yang dinonaktifkan minggu lalu.
“Kita sudah bisa memecahkan masalah-masalah besar yang luar biasa di Frontier – masalah sains terbesar di planet ini,” kata Al Geist, ORNL Corporate Fellow dan direktur proyek Frontier. “Tahun ini, kami pada dasarnya memanfaatkan kekuatan superkomputer lain (seperti Summit).”
Memperluas Kemampuan dan Penerapan di Masa Depan
Frontier mengandalkan konstelasi ribuan node, masing-masing merupakan superkomputer mandiri yang terdiri dari satu CPU dan empat GPU, dihubungkan dengan kabel sepanjang lebih dari 90 mil untuk memungkinkan mereka berkomunikasi dan bekerja sama dalam masalah besar. Frontier memulai debutnya pada tahun 2022 dengan lebih dari 9,400 node, dan sejak itu kru telah menambahkan 400 node lagi sehingga total saat ini lebih dari 9,800. Tolok ukur HPL terbaru berjalan di 9.500 node.
Geist memperkirakan sekitar setengah dari peningkatan skor Frontier dapat dikreditkan ke node baru, yang telah digunakan untuk pengembangan aplikasi dan pengujian oleh Proyek Komputasi Exascale. ECP mengawasi pengembangan aplikasi perangkat lunak untuk Frontier dan mesin exascale lainnya, seperti superkomputer Aurora di Argonne National Laboratory dan superkomputer El Capitan di Lawrence Livermore National Laboratory, dan menyelesaikan pekerjaannya awal tahun ini.
Selain node baru dan pengalaman exascale yang diperoleh para ahli komputasi OLCF, Frontier menawarkan peningkatan pada perpustakaan matematika yang dikembangkan oleh HPE, yang membangun Frontier, dan AMD, pembuat CPU dan GPU yang mendukung Frontier.
Selain nomor HPL yang diperbarui, tim Frontier mencatat High-Performance Linpack-Mixed Precision, atau HPL-MxP, dengan skor 11,4 exaflops, atau 11,4 triliun kalkulasi per detik, yang berjalan di seluruh 9.800 node. Itu merupakan lompatan lebih dari satu exaflop dari skor HPL-MxP sebelumnya sebesar 10,2 exaflops.
Simulasi terperinci yang digunakan untuk memodelkan fenomena seperti sel kanker, supernova, virus corona, atau struktur atom suatu unsur memerlukan presisi 64-bit, standar akurasi yang menuntut komputasi. Algoritme pembelajaran mesin yang digunakan untuk kecerdasan buatan biasanya memerlukan presisi yang lebih rendah — terkadang hanya akurasi 32, 24, atau 16-bit.
“Ini menunjukkan betapa mampunya Frontier dalam mengatasi masalah AI,” kata Barker. “Hasil yang kami peroleh dari lari dengan presisi campuran sama akuratnya, namun dicapai dengan cara yang berbeda, secara matematis. Untuk beberapa pertanyaan, presisi ganda akan tetap menjadi standarnya, namun pada kecepatan potensial ini, kami berharap lebih banyak peneliti akan mulai mengeksplorasi hasil seperti apa yang dapat mereka capai melalui presisi campuran. Mereka ingin memanfaatkan kemampuan untuk memecahkan masalah lebih cepat sebanyak 10 kali lipat, dan tim kami tahu bagaimana mewujudkannya.”
Frontier adalah sistem HPE Cray EX dengan lebih dari 9.800 node, masing-masing dilengkapi dengan CPU AMD EPYC™ generasi ketiga dan empat GPU AMD Instinct™ MI250X. OLCF adalah fasilitas pengguna DOE Office of Science.
