El proyecto piloto EUPEX tiene como objetivo demostrar la disposición de Europa para construir una supercomputadora basada en ARM totalmente soberana, desde el chip hasta el software.
La informática de alto rendimiento (HPC) se ha convertido silenciosamente en uno de los pilares clave de la sociedad moderna. Desde la modelización climática y la previsión meteorológica hasta el descubrimiento de fármacos, la inteligencia artificial, el diseño industrial y la optimización energética, las supercomputadoras impulsan actualmente algunos de los avances científicos, económicos y sociales más importantes. A medida que los volúmenes de datos continúan creciendo exponencialmente y las demandas computacionales continúan creciendo, el acceso a una infraestructura HPC potente, eficiente y escalable ya no es un lujo. Es una necesidad estratégica.
HPC no sólo aprovecha muchas aplicaciones, sino que también se ha convertido en un activo estratégico. La capacidad de construir y operar supercomputadoras potentes tendrá un impacto cada vez mayor en la independencia tecnológica y la posición de Europa en el escenario mundial. Con importantes inversiones de Estados Unidos y Asia, Europa enfrenta el desafío de desarrollar su propia tecnología manteniendo al mismo tiempo el más alto nivel de competitividad.
EUPEX, un proyecto europeo financiado por EuroHPC Joint Undertaining, está abordando este desafío de frente. El objetivo es crear una plataforma piloto de supercomputación basada íntegramente en tecnología europea, desde el hardware hasta el software. La plataforma utiliza nuevos procesadores basados en ARM diseñados para el rendimiento, la eficiencia energética y la escalabilidad necesarios para los sistemas HPC de próxima generación, y proporciona un paso concreto hacia la independencia informática europea.
El piloto proporcionará un entorno realista para probar la capacidad de respuesta, la escalabilidad y la confiabilidad operativa en combinación con soluciones de software desarrolladas en Europa. Al hacerlo, EUPEX Pilot no sólo pretende demostrar que Europa es capaz de ofrecer una infraestructura de supercomputación competitiva de alto rendimiento, sino también desarrollar y demostrar la experiencia europea en microelectrónica, arquitectura de sistemas y software HPC. El proyecto también preparará explícitamente aplicaciones y usuarios europeos para explotar de manera eficiente futuras máquinas a exaescala, brindando una oportunidad para el codiseño y las pruebas iniciales de flujos de trabajo y software en la nueva plataforma.
El EUPEX Pilot reúne a los principales centros de investigación, proveedores de tecnología y socios industriales de Europa para sentar las bases de la próxima era de superordenadores europeos, demostrando que una pila totalmente europea puede funcionar a escala y allanando el camino para sistemas HPC soberanos aún más grandes.
Consorcio EUPEX
En el centro de esta ambición se encuentra un consorcio diverso y estratégicamente equilibrado de 17 organizaciones europeas, cada una de las cuales aporta su experiencia única al desafío de construir un ecosistema HPC europeo completo. El consorcio incluye proveedores de tecnología establecidos, instituciones de investigación, centros nacionales de supercomputación, innovadores industriales y partes interesadas en aplicaciones. Estos socios serán coordinados por Eviden para garantizar que los esfuerzos de investigación y desarrollo se traduzcan en soluciones industrializadas basadas en tecnología europea. Los miembros clave incluyen Forschungszentrum Jülich, CEA, GENCI, Cineca, E4 Computer Engineering, ParTec, EXAPSYS, SECO, CybeleTech, ECMWF, Politecnico di Milano/CINI, Universidad de Mainz, IT4Innovations, Universidad de Zagreb y otras instituciones académicas líderes. Juntos forman un ecosistema europeo de experiencia que respalda los objetivos técnicos y estratégicos de EUPEX Pilot.
Sistema piloto EUPEX
El sistema piloto EUPEX está diseñado para introducir una plataforma europea completa de HPC que satisfaga las necesidades de las aplicaciones científicas actuales y futuras, basándose en la experiencia de un consorcio paneuropeo. Este proyecto tiene dos objetivos principales. Primero, diseñamos la arquitectura hardware de la plataforma Pilot con el objetivo de permitir la integración de diferentes tecnologías en un entorno flexible y escalable. En segundo lugar, implementaremos y operaremos las plataformas de producción Pilot basadas en ARM en paralelo con nuestros sistemas de prueba iniciales y haremos que estas plataformas sean accesibles a la comunidad científica europea para fomentar la innovación y el codiseño de aplicaciones.
Para lograr estos objetivos, la plataforma EUPEX Pilot está diseñada para evolucionar con el tiempo e integrar tecnologías de hardware europeas a medida que estén disponibles. Esto nos permitirá combinar una plataforma de prueba temprana con un entorno de producción para prepararnos gradualmente para la llegada de los procesadores de próxima generación a Europa.
En este marco, el componente principal del sistema piloto es el módulo de Procesamiento de Propósito General (GPP). El procesador fue diseñado dentro de la Iniciativa Europea de Procesadores (proyecto EPI) e integrado en la placa base y está basado en el chip Rhea desarrollado por SiPearl e integrado en el blade GPP. Este blade fue desarrollado dentro del proyecto EUPEX y aprovecha BXI (Bull eXascale Interconnect) para proporcionar comunicación de alto rendimiento y baja latencia entre nodos. Estos blades GPP están integrados en el rack BullSequana XH3000 con refrigeración líquida desarrollado por Eviden. El diseño del BullSequana XH3000 permite la expansión modular y mantiene la eficiencia de uso de energía (PUE) cercana a 1, lo que aumenta la eficiencia energética y se adapta a diferentes configuraciones del sistema. Esta integración representa el objetivo principal del proyecto EUPEX: validar la implementación de procesadores ARM de diseño europeo en sistemas HPC de producción.
Dado que los procesadores GPP aún están en desarrollo, se está preparando la plataforma EUPEX Pilot como banco de pruebas para una futura integración. El Pilot actual se construye utilizando procesadores ARM para validar la arquitectura del sistema y el entorno de software que admite chips Rhea específicos en entornos de clase de producción. Esta preparación permitirá a EUPEX validar la integración de hardware, probar la compatibilidad del software y recopilar información útil para guiar futuras implementaciones a gran escala.
En cuanto al software, el sistema utiliza ParaStation Modulo de Partec, un paquete de software para operar sistemas HPC de memoria distribuida a gran escala, y OCEAN, desarrollado por CEA, que proporciona una pila de gestión de clústeres de código abierto probada en sistemas HPC a gran escala. Bibliotecas y herramientas de código abierto adicionales desarrolladas por los socios de EUPEX respaldan el rendimiento de las aplicaciones, la eficiencia energética y la optimización operativa.
El sistema piloto EUPEX está diseñado como una prueba de concepto a una escala significativa. Su arquitectura es suficiente para evaluar aplicaciones, flujos de trabajo y software del sistema en condiciones cercanas a la producción. Las aplicaciones seleccionadas se diseñan e implementan conjuntamente para probar la escalabilidad, el rendimiento y la eficiencia energética en hardware europeo basado en ARM. Más allá de la validación técnica, el piloto proporcionará un entorno compartido para los equipos de investigación y propietarios de aplicaciones europeos, proporcionando acceso temprano a nueva tecnología de hardware y comentarios concretos para el diseño futuro de sistemas.
Pila de software EUPEX
EUPEX Pilot se centra en la pila de software, que es un elemento crítico para aprovechar eficazmente los sistemas HPC basados en ARM. Este proyecto aborda el requisito estratégico de la disponibilidad de un ecosistema de software europeo que sea independiente de tecnologías no europeas. Para muchos usuarios científicos, industriales e institucionales, los sistemas HPC respaldan actividades estratégicas y altamente sensibles, lo que hace que la independencia del software, la seguridad y el control a largo plazo sean esenciales. Por lo tanto, EUPEX tiene como objetivo definir e implementar un entorno de software totalmente adaptado a las tecnologías y prácticas europeas.
La pila de software EUPEX está diseñada para soportar tanto la ejecución de aplicaciones como la operación del sistema en pilotos. Su alcance cubre cuatro grandes áreas técnicas:
En primer lugar, la capa de gestión define una pila de software que admite la gestión de sistemas modulares sin dejar de ser lo suficientemente flexible para adaptarse a futuras arquitecturas de hardware en evolución. Esto incluye la configuración, el monitoreo y el control operativo del sistema adaptados a entornos modulares de HPC.
Luego, el entorno de ejecución integra los componentes necesarios para permitir el uso eficiente de todos los recursos disponibles en la plataforma EUPEX. Admite cargas de trabajo heterogéneas y permite que las aplicaciones científicas aprovechen múltiples módulos de hardware de manera consistente y eficiente.
En tercer lugar, un conjunto de herramientas dedicado ayuda tanto a los desarrolladores de aplicaciones como a los operadores de sistemas a optimizar la utilización del sistema en términos de rendimiento y eficiencia energética, incluido el ajuste de aplicaciones, el análisis de rendimiento y la optimización operativa.
En cuarto lugar, la arquitectura de almacenamiento se define como un sistema de múltiples niveles que satisface las demandas de E/S de grandes plataformas e integra de manera transparente tecnologías de almacenamiento de alta velocidad mientras minimiza el movimiento de datos, lo cual es fundamental tanto para el rendimiento como para la eficiencia energética.
Además, todo el código y las aplicaciones utilizadas en el proyecto se han portado y adaptado a la arquitectura ARM, lo que permite a EUPEX preparar aplicaciones científicas e industriales clave para arquitecturas futuras. Este proceso también proporcionará experiencia práctica a los especialistas europeos en HPC y les ayudará a adquirir las habilidades necesarias para operar y optimizar futuros superordenadores europeos de clase exaescala.
EUPEX aborda el requisito de que los sistemas HPC europeos deban mantener un control total combinando el desarrollo de software y hardware. El proyecto proporcionará una solución de software que cumpla con los requisitos de seguridad, respalde la ejecución eficiente y aborde la eficiencia energética, complementando la plataforma de hardware Pilot y preparando la base para futuros sistemas de supercomputación europeos a gran escala.
Conéctese con la comunidad HPC
EUPEX se centra en compartir conocimientos con la comunidad europea de HPC, junto con el desarrollo de sistemas piloto. El proyecto está diseñado para ser abierto y accesible, y la experiencia adquirida durante el diseño del sistema, la integración de software y la portabilidad de aplicaciones beneficiará a una gama más amplia de usuarios.
Los investigadores de EUPEX compartirán periódicamente sus resultados a través de seminarios web mensuales y destacarán resultados concretos de sus proyectos. Estas sesiones se centrarán en las aplicaciones analizadas y optimizadas dentro de EUPEX y los elementos clave de la pila de software EUPEX. Los seminarios web son interactivos y permiten a los participantes interactuar directamente con el equipo del proyecto. Todas las grabaciones se publican en el canal de YouTube de EUPEX, lo que permite el acceso a largo plazo al material.
Además de seminarios web, el proyecto también organiza talleres y tutoriales prácticos. Estos eventos están dirigidos a desarrolladores de aplicaciones, operadores de sistemas e investigadores que quieran comprender mejor las arquitecturas basadas en ARM, los sistemas HPC y las herramientas de software desarrolladas dentro de EUPEX. A través de sesiones prácticas, los participantes podrán experimentar con tecnologías, considerar estrategias de optimización y adquirir experiencia relevante para futuras plataformas europeas de supercomputación.
EUPEX también apoya la participación temprana a través del Programa de Acceso Temprano (EAP). Las organizaciones seleccionadas, incluidos los Centros de Excelencia EuroHPC, proyectos de investigación financiados por la UE y otras partes interesadas, tendrán acceso a particiones basadas en Grace que representan los futuros procesadores SiPearl Rhea. Esto permite que las aplicaciones se preporten, prueben y optimicen, al tiempo que proporciona acceso a herramientas de software planificadas para su implementación en los sistemas piloto EUPEX.
En conjunto, estas actividades complementan el trabajo técnico del proyecto. EUPEX Pilot reúne el desarrollo de hardware, la integración de software, el codiseño de aplicaciones y la participación de la comunidad para demostrar la viabilidad de una pila de supercomputación totalmente europea basada en ARM. Este proyecto proporciona un paso concreto hacia futuros sistemas HPC europeos a gran escala, respaldando la soberanía tecnológica y la comercialización de la arquitectura ARM de próxima generación.
entender
Este proyecto ha recibido financiación de la Empresa Conjunta Europea de Computación de Alto Rendimiento (JU) según el acuerdo de subvención número 101033975. JU recibe apoyo del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea y de Francia, Alemania, Italia, Grecia, el Reino Unido, República Checa y Croacia.
Tenga en cuenta: Este es un perfil comercial.
Este artículo también se publicará en el número 25 de la revista trimestral.
Source link
