据外媒报道，被美国寄予厚望的首台E级超算系统Frontier已于年底开始安装，集成和调试工作正在紧锣密鼓地推进中。该系统原计划年全面投入使用，但由于遇到了大规模高速互联方面的挑战将推迟至年1月。此外，橡树岭国家实验室上周宣布正式推出Frontier的“抢先版”——Crusher超级计算机，该系统与Frontier采用相同架构和组件，但仅由2个机柜组成，支持癌症研究、天体物理学、新材料和核物理等领域的重要应用，致力于为Frontier的全面开放做好应用铺垫。
作为E级超算Frontier的抢先版，Crusher超算系统上线根据美国ECP计划，在至年间，美国将先后有3台E级（每秒百亿亿次计算）超算系统上线，分别是部署在美国橡树岭国家实验的Frontier、阿贡国家实验室的Aurora（A21）和劳伦斯利弗莫国家实验室的ElCapitan。其中，Frontier投资约6亿美元，目前进度最快，有望成为美国首台E级超算系统。为了给Frontier的全面开放做好应用准备，美国橡树岭先进计算设施(OakRidgeLeadershipComputingFacility，OLCF)本周宣布——Frontier超级计算机的缩小版本Crusher超算系统正式上线。Crusher已开始支持一些未来将在Frontier上运行的科研项目的程序，作为Frontier全面启用前的测试平台。
E级Crusher与Frontier采用了相同的架构和组件，每个HPECrayEX节点包括了一个AMD的64核EPYC“Trento”7A53处理器，GB的DDR4内存，以及四块InstinctMIXGPU计算加速卡。Crusher共有个节点，装入2个机柜中，其中一个有个节点，另外一个有64个节点。对比橡树岭实验室曾部署的世界最快超算系统Titan，Crusher占地面积仅为Titan的百分之一，但计算性能却更加优越。OLCF目前还没有公布Crusher的能耗，峰值计算性能和Linpack实测性能等各项数据，但据业内人士推演测算，Crusher性能可以在当前最新TOP榜单上跻身前十。
Frontier集成调试阶段遇到挑战，将于年初全面投入使用Frontier是HPECrayEX系统，预计将成为美国第一台E级超算系统，原计划年底部署并在年通过验收。然而，集成和调试阶段遇到了许多挑战性问题，该系统多个机柜全部投入使用的时间节点已确定被推迟。橡树岭实验室在最新的声明中说：“Frontier有望成为今年美国第一台百亿亿级（E级）超级计算机。早期科学研究用户正在通过其同架构的测试系统Crusher来间接访问Frontier，该系统计划将于年1月1日全面投入使用。”
据业内人士透露，Frontier的集成过程中遇到了系统结构技术方面的挑战，具体来说是Cray的Slingshot互联遇到了问题。将Slingshot扩展到世界上最强大的超算集群可能是一项非常艰巨的任务。
虽然推迟的日期并不长，但这也表明Frontier推进计划表仍存在不确定性。如果Frontier的全线交付要到明年第一季度，那么阿贡国家实验室的Aurora（最初计划在年研制成功，目前推迟至年底）将有可能反超Frontier成为美国第一台E级超算系统。
“攻克（Crush）”科学难题——已支持四大典型应用研究
Crusher已经在支持癌症、天体物理学，新材料和核物理等领域的重要研究。主要支撑了四大科学项目——癌症分布式学习环境CANDLE项目、并行架构上的计算流体动力学Cholla项目、局部自洽多重散射LSMS项目以及核耦合集群NuCCOR项目。目前，如上4个项目的代码已面向Crusher完成了优化，并且将来会在Frontier上大规模运行。
1CANDLE项目CANDLE项目是癌症登月计划（CancerMoonshot）的一部分，也是美国ECP计算项目之一。CANDLE团队已经在Crusher上成功地运行了他们的一个用于自然语言处理的Transformer模型，相比以前的系统，在Crusher上的运行效率提高了80%。
2Cholla项目Cholla是用于模拟星系的天体物理流体动力学代码，是专为Frontier重写的首批天体物理学代码之一。其首席研究员说：“相比于年秋季在Summit上进行的基线测试，Crusher上实现了约15倍的加速。”
3LSMS项目LSMS可执行超过,个原子的大规模计算，该代码很快就能扩展到完整的Frontier系统。团队还期待将经典统计力学与Frontier上的机器学习工作流程相结合，以更快地计算材料行为。
4NuCCOR项目NuCCOR可对原子核进行大规模模拟，它能够计算大核的特性，为接近定义物质存在极限的核尺寸开辟了新天地，它在Crusher上的运行速度相比Summit提高了8倍。
“Crusher是我们为Frontier早期用户的测试和开发而部署的强大系统，”OLCF科学主管BronsonMesser说，“这些研究团队在Crusher上实现的结果令人鼓舞，我们非常期待Frontier的百亿亿次时代的到来。”
HPC行业分析公司IntersectResearch的CEOAddisonSnell分析称：“每一台新系统的落地，都往往伴随着新的问题与挑战。而Frontier的推进还因供应链问题而更加复杂，这使最终的交付出现了较大的不确定性。对于一台新超算系统，首次通电和完全可用之间存在着巨大鸿沟。”
超级计算机作为促进国家科技进步和产业升级的创新利器而受到高度重视，包括美国、中国、日本在内的超算强国为了提升或保持科技竞争力，纷纷在系统升级或更新换代上增加投入。然而新系统的研发过程并不会一帆风顺，存在一系列挑战性技术难题，考验着人类的智慧和力量。我们期待早日迈进E级超算时代，从而更好地驱动科技创新，加速人类社会、经济、科技、生活和民生的变革发展！
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——NSCC-GZ——参考来源：OakRidgeNationalLaboratory、insideHPC、HPCwire等
翻译整理：万园园、岳苹
