Siêu máy tính Frontier gồm 74 tủ máy tính HPE Cray EX

Ngày 30/5.2022, siêu máy tính Frontier của Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (ORNL) được công nhận là hệ thống đầu tiên đạt cấp độ tính toán exascale, tương đương khả năng giải hàng tỷ tỷ phép tính mỗi giây.

Trong bảng xếp hạng Top500, Frontier đã vượt qua Fugaku của Nhật Bản, trở thành siêu máy tính mạnh nhất thế giới. Đây là thành quả của nền khoa học và quốc phòng Mỹ sau nhiều năm đầu tư với mục tiêu giành lại vị trí đất nước sở hữu siêu máy tính mạnh nhất.

Frontier được tạo nên từ 74 tủ siêu máy tính Cray EX của Hewlett Packard Enterprise (HPE), mỗi tủ nặng khoảng 3,6 tấn, hơn 9.400 node (hệ thống nhiều CPU, GPU, RAM... được nối lại tạo thành siêu máy tính hoàn chỉnh) do AMD cung cấp với CPU EPYC và GPU Instinct. Lượng dây cáp có tổng chiều dài hơn 144,8 km, khoảng 22.700 lít nước chảy qua hệ thống mỗi phút.

Theo Gizmodo, sức mạnh tính toán tối đa của Frontier là 1,1 exaflop, tức 1.100 petaflop (1,1 tỷ tỷ phép tính mỗi giây). Con số trên cao hơn gấp đôi so với hiệu suất của hệ thống ARM A64X Fugaku, xếp thứ 2 với 442 petaflop.

Nhóm nhà nghiên cứu tại ORNL cho biết Frontier có thể giúp giải quyết các câu hỏi khoa học phức tạp, mang đến những đột phá trong nghiên cứu mô hình khí hậu, phát triển dược phẩm và các lĩnh vực quan trọng khác.

Sau giai đoạn thử nghiệm, Frontier dự kiến được Bộ Năng lượng và Không quân Mỹ sử dụng từ năm 2023.

"Các nhà khoa học và kỹ sư từ khắp nơi trên thế giới sẽ sử dụng cỗ máy tốc độ cao này để giải quyết những câu hỏi lớn trong thời đại của chúng ta. Nhiều người sẽ bắt tay nghiên cứu trong ngày vận hành đầu tiên của hệ thống", Jeff Nichols, Phó giám đốc Phòng thí nghiệm Khoa học Máy tính và Tính toán của ORNL cho biết.

Frontier là một trong 5 siêu máy tính của Mỹ thuộc top 10 hệ thống mạnh nhất toàn cầu. Những siêu máy tính còn lại gồm Summit của IBM (sức mạnh 148 petaflop), Sierra do Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore thiết kế (94,6 petaflop), Perlmutter của HPE (70,87 petaflop) và Selene của NVIDIA (63,46 petaflop).

2 siêu máy tính của Trung Quốc cũng góp mặt trong top 10 gồm Sunway TaihuLight do Trung tâm Nghiên cứu Siêu máy tính Quốc gia tại Giang Tô phát triển (93 petaflop), và Tianhe-2A của Đại học Công nghệ Quốc phòng Trung Quốc (61,44 petaflop).

Frontier dự kiến được Bộ Năng lượng và Không quân Mỹ sử dụng từ năm 2023

Trong khi các nhà khoa học xác nhận Frontier đang là siêu máy tính mạnh nhất thế giới, nhiều tin đồn cho biết Trung Quốc đang phát triển 2 hệ thống đạt cấp độ tính toán exascale. Hồi tháng 1, Meta, công ty mẹ của Facebook cũng giới thiệu AI Research SuperCluster (RSC), siêu máy tính dùng cho các dự án nghiên cứu trí tuệ nhân tạo (AI).

Các kỹ sư của Meta chịu trách nhiệm thiết kế hệ thống tản nhiệt, nguồn, mạng và dây cáp của RSC. Trên website chính thức, Meta cho biết tính đến tháng 1, RSC trang bị 6.080 GPU, chia thành 760 node Nvidia DGX A100.

Hiện tại, sức mạnh của RSC tương đương siêu máy tính Perlmutter đặt tại Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Máy tính Năng lượng Quốc gia Mỹ, xếp thứ 7 thế giới. Tuy nhiên khi hoàn thiện vào cuối năm nay, Meta cho biết RSC sẽ có 16.000 GPU với hiệu suất tính toán 5 exaflop, tức 5 tỷ tỷ phép tính mỗi giây, trở thành siêu máy tính AI nhanh nhất thế giới.

Frontier, siêu máy tính do Mỹ chế tạo, đã soán ngôi chiếc Fugaku của Nhật Bản, trong cuộc đua siêu máy tính mạnh nhất thế giới hôm 30/5.

Mỹ giành lại ngôi vương về tốc độ điện toán với siêu máy tính mới tại bang Tennessee, một cột mốc cho ngành công nghệ quan trọng đối với khoa học, dược phẩm và các lĩnh vực khác.

Hôm 30/5.2022, cỗ máy tính khổng lồ có tên “Frontier” tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge được tuyên bố là cỗ máy đầu tiên có khả năng tính toán một tỷ tỷ phép tính trong một giây, theo New York Times.

Tốc độ tính toán của Frontier nhanh hơn gấp đôi so với tốc độ của siêu máy tính Fugaku của Nhật Bản - cỗ máy đã giữ vị trí đầu trong 4 lần khảo sát gần nhất, bắt đầu từ tháng 6/2020. Fugaku do Viện Riken và Fujitsu phát triển.

“Đây là một khoảnh khắc đáng tự hào cho đất nước của chúng ta”, ông Thomas Zacharia, Giám đốc Oak Ridge, nói.

Mạng lưới đường ống nước để làm mát cho hàng nghìn con chip của siêu máy tính Frontier.

Cấu thành hệ thống của Frontier là 74 tủ linh kiện, mỗi tủ nặng hơn 3.600 kg.

Quá trình xây dựng hệ thống này đã gặp phải khó khăn vì đại dịch và khủng hoảng chuỗi cung ứng nhưng ông Zacharia dự đoán cỗ máy này sẽ nhanh chóng có đóng góp lớn vào các công việc như tìm hiểu tác động của Covid-19 hoặc trợ giúp trong tiến trình chuyển giao sang nguồn năng lượng sạch.

Dù vậy, một số chuyên gia cho rằng Frontier có thể đã thất bại trước hai siêu máy tính của Trung Quốc. Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm 2 hệ thống này đã không được gửi đến tay các nhà khoa học phụ trách Top500, bảng xếp hạng 500 máy tính mạnh nhất thế giới, để đánh giá.

Siêu máy tính từ lâu đã là lĩnh vực cạnh tranh giữa các cường quốc. Ban đầu, những cỗ máy có kích cỡ to bằng căn phòng này được dùng để giải mật mã và thiết kế vũ khí. Lúc này, chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong phát triển vaccine, thử nghiệm thiết kế ôtô mới và lập mô hình biến đổi khí hậu.

Mỹ thống trị lĩnh vực này trong nhiều thập kỷ nhưng Trung Quốc cũng đã trở thành đối thủ đáng gờm. Trung Quốc có 173 hệ thống trong danh sách mới nhất của Top500, so với 125 máy của Mỹ.