Vil utvikle helt ny minneteknologi for bedre simulering av atomvåpen

Noen av de tyngste brukerne av superdatamaskiner globalt er de tre amerikanske forskningsinstitusjonene Lawrence Livermore National Labs, Los Alamos National Laboratories og Sandia National Laboratories. Alle tre er involvert i det som kalles for USAs «stockpile stewardship mission», det vil si forvaltningen av landets atomvåpen.

USA har ikke gjennomført prøvesprengninger av atomvåpen siden 1992. Siden da har forskningen og testingen i stor grad blitt gjort ved hjelp av simuleringer, noe som krever enorme mengder med regnekraft – altså superdatamaskiner.

Blir «aldri» kraftig nok

Selv om de kraftigste superdatamaskinene nå kan utføre mer enn en milliard milliarder flyttallsoperasjoner i sekunder, også kalt for exaflops, er behovet enda større. For å komme dit mener forskere at de trenger å erstatte dagens DRAM (Dynamic Random-Access Memory) med noe som bedre egnet for de spesialiserte oppgavene som disse superdatamaskinene gjerne utfører.

Denne nye minneteknologien skal identifiseres og utvikles i et prosjekt finansiert av forskningsprogrammet Advanced Simulation and Computing (ASC), som er underlagt National Nuclear Security Administration (NNSA).

– ASCs Advanced Memory Technology-forskningsprosjekt utvikler teknologier som vil påvirke systemarkitekturen til framtidige datamaskiner for komplekse modellerings- og simuleringsoppgaver, forteller Thuc Hoang, programdirektør for ASC, i en pressemelding.

– Vi har valgt flere teknologier som har potensial til å levere mer enn 40 ganger så høy applikasjonsytelse som våre kommende NNSA-exascale-systemer.

Ifølge prosjektlederen ved Sandia, James H. Laros III, forteller i pressemeldingen at prosjektet vil fokusere på å forbedre båndbredden og forsinkelseskarakteristikkene til framtidige minnesystemer.

– […] noe som bør ha direkte påvirkning på applikasjonsytelsen til et bredt spekter av ASC-oppdragskoder, sier Laros.

Intel skal bidra

Som samarbeidspartner har ASC valgt Intel.

– Vi forutser allerede hvilke framtidige plattformutfordringer som må løses for den neste generasjonen, sier Anil Rao, daglig leder for Intels Systems Architecture and Engineering-gruppe.

– Vi tror Advanced Memory Technology-programmet vil hjelpe oss med å genere støtte for det tiåret med innovasjon, fortsetter han.

Intel håper på kunne gjøre dette ved å studere de mest krevende problemene som forskerne ved de tre forskningsinstitusjonene jobber med. Ifølge en annen ansatt som har «fellow»-tittel i Intel, Josh Fryman, gjøres dette ved å tenke på nytt rundt fundamentale aspekter ved DRAM – slik som organisering og kobling til prosessorene – fungerer i dag.

– Vanlig minne er ikke designet for dagens tungregneplattformer, og denne flerårige innsatsen vil hjelpe oss med å hente ut flere størrelsesordener med økt ytelse fra den grunnleggende DRAM-designen alene, og dermed gjøre det mulig med en ny ytelsesklasse på tvers av alle industrisegmenter. Vi håper å kunne se disse innovasjonene bli gjort til industristandarder for å løfte hele økosystemet, sier Fryman.