Quando si guarda alle prestazioni, è oggi inconcepibile non tener conto anche dei consumi energetici “allegati”. Questo vale anche per dei sistemi potenti e onerosi come i supercomputer, da qualche anno valutati anche in questa ottica, grazie alla Green500.
Affiancandosi alla tradizionale Top500, basata solo sulle performance di calcolo, questa seconda classifica fa un confronto con le quantità di energia richieste per garantirle, regalando nuove prospettive e nuove priorità al settore. Lo fa in termini di gigaFLOPS per watt e finora è bastato usare un benchmark standard preesistente. Ora, però, va compiuto un ulteriore passo avanti. Green500 deve infatti allargare lo sguardo, per tenere conto dei carichi di lavoro più diversi che le tecnologie emergenti hanno introdotto e restare al passo con l’innovazione, contribuendo in modo più preciso ed efficace alla lotta contro la drammatica crisi climatica che stiamo vivendo.
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Ai calcoli a doppia precisione ci pensa HPCG
Quando è nata l’idea di questa classifica green, naturale è stata la scelta dell’High Performance Linpack come standard di riferimento per testare le prestazioni dei cluster di calcolo con carichi di lavoro in doppia precisione. Era lo standard a portata di mano e non ci si è posti molte domande. Era il 2007 e il mondo della tecnologia e del supercalcolo era totalmente differente da oggi.
A 16 anni di distanza però – un’era per chi fa innovazione – ci si sta accorgendo che questo benchmark non è rappresentativo di tutti i carichi di lavoro e negli ultimi 2 anni i ricercatori ne stanno vagliando altri, più che sostitutivi, complementari.
Si tratta sempre di metriche che misurano il consumo energetico e le prestazioni, ma utilizzando l’infrastruttura – come gli acceleratori e i tessuti di rete – in misura diversa. Ciò significa che le metodologie di test vanno adattate di conseguenza, in base ai workload alternativi presi in considerazione.
I primi test hanno riguardato l’HPCG (High Performance Conjugate Gradient) come potenziale complemento a Linpack, per focalizzare meglio i casi in cui si sottopone l’interconnessione interna a uno stress relativamente ridotto, come quelli di carichi di lavoro a doppia precisione. I punteggi sono risultati diversi, generalmente inferiori a quelli che si otterrebbero con Linpack.
L’integrazione di HPCG nella Green500 sconvolgerebbe infatti la classifica, anche nel suo apice: il giapponese Fugaku, quarto con Linpack, scalzerebbe dal primo posto Frontier. Al di là dei singoli interessi e delle tifoserie legate a geografie e brand coinvolti, questo benchmark rappresenta un’opportunità per garantire l’efficienza energetica lato software.
Per clima e AI un benchmark “specializzato” in precisione mista
Un altro standard spuntato all’orizzonte è quello dedicato alla precisione mista: l’HPL-MxP – ex HPL-AI. In questo caso, i ricercatori hanno scelto di aprire all’opportunità di considerare anche calcoli per ottenere una maggiore velocità rispetto alla tipica applicazione FP64.
Tra i contesti di impiego, spicca quello dei modelli climatici, ma ancora di più spiccano l’addestramento e l’inferenza dell’intelligenza artificiale, soprattutto per i modelli che sfruttano matrici sparse.
Con l’hype a cui si sta assistendo legata a questa tecnologia, facile immaginare che l’innovazione si diriga verso la realizzazione di un sistema efficiente nei carichi di lavoro a precisione mista, ma con prestazioni piuttosto scarse nei benchmark HPC. Uno dei tanti futuri possibili, forse uno dei più probabili, e che richiederà proprio come HPCG, una nuova metodologia di test per essere integrato in Green500.
Finora si continua a utilizzare Linpack e lo statunitense Henri continua a svettare in cima alla classifica con i suoi due petaFLOP. L’entrata in scena di Aurora di Intel nella Top500 non ha mosso le acque della Green500, che ha invece incluso nella sua top 10 altri due sistemi molto più efficienti. Il primo è l’europeo MareNostrum 5 ACC di EuroHPC che nel test ottiene 54 gigaFLOPS per watt di efficienza. La seconda new entry a basso impatto ambientale arriva dalla Corea del Sud, si chiama Olaf e conquista la decima posizione con 45 gigaFLOPS per watt.
