Fujitsu dotará de una supercomputadora a la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), para mejorar la competitividad mundial en la investigación aeroespacial

Fujitsu ha anunciado que desarrollará un superordenador para la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), ya que la organización planea ampliar su uso en el campo del HPC, además de las simulaciones numéricas convencionales. Se prevé que el nuevo sistema de computación para la simulación numérica a gran escala, compuesto por el superordenador de Fujitsu PRIMEHPC FX1000(1), comenzará a funcionar en octubre de 2020 y se espera que tenga un rendimiento computacional teórico de 19,4 petaflops(2), que es aproximadamente 5,5 veces el del sistema actual. Al mismo tiempo, Fujitsu implementará 465 nodos de la serie de servidores x86 Fujitsu PRIMERGY que pueden gestionar diversas necesidades tecnológicas.

El sistema contribuirá a mejorar la competitividad internacional de la investigación aeroespacial, ya que se utilizará ampliamente como base para la Tecnología de Alta Computación (HPC) de JAXA. También se espera que se utilice para diversas aplicaciones, entre ellas una solución de análisis de datos a gran escala para la observación de satélites y una plataforma de procesamiento de cálculos de IA para investigaciones conjuntas.

Antecedentes del desarrollo

A medida que se realizan investigaciones sobre el desarrollo espacial, la tecnología de la aviación y la tecnología básica relacionada, JAXA ha utilizado superordenadores para desarrollar tecnologías de simulación numérica, como la dinámica de fluidos y la estructural en el estudio de aeronaves y cohetes. En los últimos años, el sistema ha ido ampliando su función en el campo del HPC. Por ejemplo, ha procesado datos de observación de la Tierra reunidos por satélites para su utilización por los investigadores y el público en general, mientras que se ha utilizado en los cálculos de la IA, incluido el aprendizaje en profundidad.

JAXA está operando actualmente un sistema de supercomputación JSS2(3) compuesto por SORA-MA(4), que consta de 3.240 nodos de la Supercomputadora Fujitsu PRIMEHPC FX100, y J-SPACE(5) que almacena y gestiona diversos datos, utilizando un medio de almacenamiento de gran capacidad.

Características del nuevo sistema de supercomputación

Como sucesor del JSS2, la multinacional implementará un sistema de computación para simulaciones numéricas a gran escala. Consistirá en 5.760 nodos de PRIMEHPC FX1000, que utiliza la tecnología de la supercomputadora Fugaku, desarrollada conjuntamente por Fujitsu y RIKEN. Se espera que tenga 19,4 petaflops, aproximadamente 5,5 veces el rendimiento de computación teórico del sistema actual, en doble precisión(64 bits) que se utiliza habitualmente en las simulaciones. Además, se desplegarán un total de 465 nodos de la serie de servidores x86 Fujitsu PRIMERGY, equipados con gran capacidad de memoria y GPU(6), ya que componen un sistema de uso general capaz de manejar una variedad de necesidades de computación. Con una gran capacidad de sistema de archivos de aproximadamente 50 petabytes, incluyendo un almacenamiento de acceso de alta velocidad de aproximadamente 10 petabytes, ofrecerá un alto rendimiento y facilidad de uso.

La implementación del PRIMEHPC FX1000 equipado con una CPU A64FXde arquitectura ARM altamente versátil, permitirá la aplicación de varios software y contribuirá al uso generalizado de los resultados de la investigación de JAXA.

Planes futuros

Al mismo tiempo que aumenta la ventaja global de la investigación aeroespacial del JAXA en el campo de la simulación numérica convencional, el sistema, como base de la infraestructura HPC de la Agencia, se utilizará para una plataforma de procesamiento computacional de la IA para la investigación conjunta y el uso compartido. Y también se aplicará a una plataforma de análisis de datos a gran escala para agregar y analizar datos de observación de satélites, que anteriormente habían sido almacenados y gestionados por diferentes divisiones del JAXA.

Fujitsu apoyará aJAXA para hacer realidad su filosofía, resolviendo sus problemas con la experiencia adquirida mediante el suministro de superordenadores a la Agencia desde los años 70. Ofreciendo PRIMEHPC FX1000 en todo el mundo, la compañía contribuirá a resolver problemas sociales, acelerando la investigación de vanguardia y reforzando la ventaja competitiva de las empresas.

[1] Fujitsu Supercomputer PRIMEHPC FX1000: Incluye la CPU A64FX que adopta la Scalable Vector Extension(SVE) que es una extensión de la arquitectura Arm®v8-A para superordenadores. Logra un alto rendimiento por potencia y escalabilidad.

[2] Petaflops: Abreviatura de Peta Floating Point Operations Per Second. Es una unidad de potencia de cálculo que indica el número de operaciones en floating-pointpor segundo. Peta significa 1.000.000.000.000.000 (15 elevado a la potencia de 10).

[3] JSS2: Abreviatura de JAXA Supercomputer System Generation 2. Este sistema de superordenador de segunda generación en JAXA ha estado en funcionamiento desde abril de 2016.

[4] SORA-MA: Abreviatura de Short for Supercomputer for earth Observation, Rockets, and Aeronautics (Main). Es el sistema principal de JSS2 y tiene un rendimiento computacional teórico de 3,49 petaflops. Los programas altamente definidos pueden ser ejecutados en entornos paralelos y a gran escala.

[5] J-SPACE: Abreviatura de la Jaxa's Storage Platform for Archiving, Computing, and Exploring. Se pueden archivar varios datos, ya que el High Performance Storage System(HPSS) gestiona 3 petabytes de disco y 60 petabytes detape media en niveles.

[6] GPU: Abreviatura de Graphic Processing Unit, que aplica el hardware utilizado para el procesamiento de imágenes como al cálculo numérico. Con un alto rendimiento de computación, la GPU se utiliza cada vez más en supercomputadoras.

[7]Imagen simulada con el sistema actual "JSS2" (flight environment): En el marco de las "Cuestiones prioritarias sociales y científicas que deben abordarse mediante la utilización de la superordenador Fugaku" promovidas por el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT), esta iniciativa representa el subtema D "Investigación y desarrollo de tecnologías básicas para innovar el diseño y el funcionamiento de las aeronaves" en el marco del tema prioritario 8 "Desarrollo de procesos innovadores de diseño y producción que allanen el camino a la industria manufacturera en un futuro próximo".

[8] Configuración del nodo: Nodo XL, nodo L: Nodo para la aplicación especializada no paralela. Hay dos tipos, XL y L, dependiendo de la capacidad de la memoria principal. Nodo M: Nodo que realiza el procesamiento computacional para las especialidades de las GPU como la IA y el aprendizaje profundo. Nodo S: Nodo que ejecuta una aplicación en alto paralelo. Es para aplicaciones generales como las aplicaciones comerciales.