Hoe krijg je als klant een supercomputer op maat van de applicatie die je wil draaien? Zitten er Intel-cpu’s onder de motorkap, zijn het AMD-processors, of misschien zelfs ARM-SoC’s? En wat met Europa’s ambitieuze plannen om zelf chips te bouwen binnen het EuroHPC-project? Techzine klopt aan bij een specialist met drie decennia ervaring voor het antwoord.
Sinds eind 2014 is Lenovo de trotse eigenaar van de x86-serverafdeling van IBM. In 2005 ging Lenovo ook al bij IBM shoppen om het ThinkPad-portfolio binnen te halen. IBM is voor Lenovo een belangrijke partner, maar het moet na elke overname op eigen benen leren staan. Sinds de overname van de x86-serverafdeling heeft Lenovo de volledige line-up vernieuwd.
Hier en daar zie je nog sporen van IBM, maar op alle hardware pronkt intussen het Lenovo-logo. In de marge van een bezoek aan het Barcelona Supercomputer Center praat Techzine met Rick Koopman. Hij is EMEA Technical Leader HPC bij Lenovo, en ook hij komt oorspronkelijk van IBM waar hij net geen 30 jaar actief was. Koopman is dan ook de ideale persoon om bij te praten over de plannen van Lenovo rond het EuroHPC-project, Intel, AMD, eigen chips, ARM en wat de toekomst van High Performance Computing (HPC) brengt voor Lenovo.
EuroHPC
Over EuroHPC , een ambitieus plan van de EU om Europa een grootmacht te maken in computerland, heeft Koopman een duidelijke mening. “Er gebeurt veel rond EuroHPC op dit ogenblik. Er worden processoren ontwikkeld, ook met accelerated mogelijkheden. De rol van Lenovo is hierin duidelijk. Wij zijn een vendor die dat kan integreren in een platform. We zijn actief geëngageerd in een werkgroep, maar we werken niet aan een eigen chipdesign.”
“We zijn actief geëngageerd in een werkgroep van EuroHPC, maar we werken niet aan een eigen chipdesign.”
Concurrent HPE kijkt daar anders tegenaan. Zij sleutelen intensief aan zuinige neurale chips en optische processors om zich los te wringen van de wurggreep die Intel en Nvidia hebben op de markt. De oefening is ambitieus en kost veel geld. Net daarom zegt Koopman dat Lenovo daar geen interesse in heeft.
“We hebben een heel nauwe relatie met Intel, Nvidia en AMD om hun hardware in onze platformen te integreren. Zij zijn daar veel meer in gespecialiseerd dan wij. Lenovo ontwikkelt alle servers zelf en bouwt ze ook. De componenten die daarvoor nodig zijn, doen we niet. Denk daarbij aan netwerkadapters, gpu’s, geheugen en cpu’s. Zelf chips ontwikkelen en maken is heel duur en is niet onze focus.”
Intel
Lenovo is al jaren een trouwe partner van Intel in alle markten, maar de HPC-markt vereist een andere aanpak. Je moet namelijk op voorhand weten welke configuraties je kan samenstellen voor welke projecten, met bijhorende rekenkracht en verbruik. Op onze vraag of Lenovo eigenlijk Intel vooraf kan sturen bij de ontwikkeling van een chip, reageert Koopman voorzichtig.
“Sturen is niet het juiste woord. We werken nauw samen met hen. Er is een goede dialoog waarbij wij expertise hebben in HPC-workloads en zij hun chipontwerpen goed kennen. Waar wij mogelijk nog invloed op kunnen oefenen, is op finale details zoals de klokfrequentie. Dat bekijken we actief met hen.”
Hetzelfde geldt volgens Koopman ook met Nvidia. Het is altijd een interactief iteratieproces met technologieproviders. Zij delen hun visie, Lenovo die van hen. “Wij hebben de input van de markt, terwijl zij de technologie hebben. We doen het samen. Noem het daarom niet sturen, maar samenwerken.”
AMD en ARM
Lenovo heeft een sterke connectie met Intel, maar AMD komt om de hoek loeren. Nadat het de desktop-, laptop- en servermarkt probeert in te palmen met Epyc- en Ryzenchips, is de HPC-wereld de volgende uitdaging van team rood. “Zoals je zou verwachten, zijn we heel nauw betrokken bij de plannen van AMD. We moeten namelijk een platform kunnen ontwikkelen voor hun oplossing,” zegt Koopman.
“Zoals je zou verwachten, zijn we heel nauw betrokken bij de plannen van AMD.”
“We moeten anticiperen op de vraag in de markt. Er zijn voor- en nadelen bij Intel- en AMD-chips. Door wederopstanding van AMD hebben we een alternatief. Beide processors verschillen significant op designvlak. Intel heeft meer PCI Express-mogelijkheden en dus meer geheugenbandbreedte. AMD heeft dan weer meer cores of hogere kloksnelheden. Dat maakt ons flexibeler. Epyc Rome wordt potentieel heel interessant dit jaar.”
Lenovo heeft vier jaar geleden intensief met ARM-chips geëxperimenteerd, maar doet er vandaag weinig mee. Het is volgens Koopman geen actief initiatief vanuit een HPC-perspectief. Het team dat het referentieplatform heeft gebouwd vier jaar geleden is nog steeds actief, mochten bedrijven zo’n oplossing willen.
“Vanuit pure rekenkracht is ARM vandaag niet goed genoeg,” benadrukt Koopman. “We zien veel gebeuren rond ARM in de consumentenmarkt (mobiele toestellen), maar op dit ogenblik hebben we geen plannen om iets met ARM te doen. Begrijp me niet verkeerd, ik zeg niet dat het een slecht systeem is! In situaties waar grote stroombeperkingen gelden, kan ARM een optie zijn. Maar hetzelfde kunnen we vandaag ook bereiken met Intel- of AMD-chips. Ik zie persoonlijk niet veel toepassingen. Ook de compilers zijn nog niet krachtig genoeg. Die zijn heel belangrijk voor de optimalisatie van code.”
HPC-benchmarks
Ieder HPC-project is anders en vraagt een persoonlijke aanpak. Een van de sleuteltaken is het begrijpen van de applicaties die op het systeem moeten draaien. In Stuttgart heeft Lenovo een benchmarksysteem met meer dan 250 node clusters met diverse file systems en interconnects (Omni-Path, InfiniBand).
“Hier kunnen we clusters definiëren en apps benchmarken om niet alleen de prestaties te kennen, maar ook om ze te optimaliseren,” zegt Koopman. “We krijgen meestal de applicatie van de klant. Ze geven ons een stuk code, waarna Lenovo op zoek gaat naar het ultieme hardwareplatform. Als HPC-partner moet je hun business-apps draaien. Op basis van de tests kiezen we processors (meer of minder cores, frequenties) en definiëren we de geheugenbandbreedte.”
In Stuttgart heeft Lenovo een benchmarksysteem met meer dan 250 node clusters met diverse file systems en interconnects.
“Het heeft geen zin om het maximale geheugen aan te leveren, wanneer een applicatie bijvoorbeeld maar 96 GB nodig heeft. Dat is wat we meten tijdens onze benchmarks in Stuttgart. Daarna bouwen we de communicatie tussen nodes en meten we de interconnect latency en bandbreedte. Met die resultaten bouwen we het interconnect-netwerk op.”
Formule 1
Het team dat de HPC-benchmarks doorloopt, ervaart volgens Koopman dagelijks uitdagingen omdat elk bedrijf andere workloadvereisten heeft. Naast het bekijken welk systeem het beste werkt, optimaliseren ze ook de applicatie. Dat kan zelfs de broncode zijn. Ontwikkelaars veranderen parameters, compileren opnieuw en gaan ermee aan de slag. Eén code kan soms dagen duren tot het ultieme resultaat daar is.
Lenovo vergelijkt zo’n HPC-systeem graag met een Formule 1-wagen. Koopman: “Wanneer je naar alle F1-bolides kijkt, zie je subtiele verschillen. Het is de rijder die uiteindelijk bepaald of de auto goed is afgesteld om het maximale eruit te halen tijdens elke race. Hetzelfde geldt binnen de HPC-markt. Elke supercomputer heeft zijn specifieke expertise. Dat maakt elke site speciaal binnen zijn eigen domein en research.”
Gerelateerd: Meer dan 200 petaflops: Barcelona wil de snelste Europese supercomputer