Germany's "Jupiter" Exascale Supercomputer Reveals Hybrid CPU-GPU Power and Efficiency

ドイツの新エクサスケールスーパーコンピュータ「ジュピター」 2025年6月にTop500ランキングで紹介される最新のエクサスケールクラスのスーパーコンピュータ「ジュピター」は、ドイツのForschungszentrum Jülich（FZJ）施設で運用される予定である。同システムは欧州連合のユーロHPC共同プロジェクトの下で完成した最初のエクサスケールシステムであり、当初は欧州企業製のCPUとXPUを使うことが期待されていたが、現状では主にNvidiaのハードウェアを使用している。これは、欧州が半導体製造での自立性を達成する難しさを示す一例だ。 アーキTECTチャーと性能 ジュピターは、前モデルの「ジュエル」システムと同様にハイブリッド設計を採用している。ジュエルは2018年に最初に導入され、数回のアップグレードを受けた。それによると、初めにインテルの「Skylake」Xeon SPプロセッサと100 Gbps EDR InfiniBandを用いたCluster Moduleが設置された。2020年には、AMD「Rome」Epyc CPUとNvidia「Ampere」GPU加速器を搭載したBooster Module（BullSequana XH2000）が追加された。 ジュピター・GPU・ブースター・ノードは、4つのNvidia「Grace」G100 ArmサーバーCPUと4つの「Hopper」H200 GPUを、直接NVLinkポートを用いて相互接続するユニークな4ウェイクラスタリング技術を採用している。各H200 GPUには96 GBのHBM3メモリが搭載されており、帯域幅は4 TB/sである。ノード間は200 Gbps ConnectX-7 NDR InfiniBandカードで接続されている。ジュピターは23,536個のGrace-Hopperユニットを含み、HPLベンチマークで793.4 petaflopsを記録し、ランキング4位に位置した。 一方、Universal Clusterモジュールは1,300ノード以上を含み、それぞれ2つのSiPearl Rhea1 CPU（各80コア）を搭載している。このモジュールはArmベースのチップを使用することで、ヨーロッパのHPC市場での自立性を追求している。しかし、Universal ClusterのFP64性能は僅か5 petaflopsで、ブースターモジュールと比べて大幅に小規模である。 ストレージとネットワーク ジュピターのストレージは21 PBのフラッシュストレージと300 PBのディスクストレージ、さらに700 PBのテープライブラリから構成される。フラッシュストレージは2 TB/s（書き込み）と3 TB/s（読み出し）の性能を持つ。ネットワークはNvidiaのQuantum-2 InfiniBandファブリックをベースにしており、25のDragonfly+セルと5つのサービスラックからなる。全体のネットワークは11,000以上の400 Gbpsリンクを持っており、柔軟な拡張が可能である。 エネルギー効率 ジュピターのエネルギー効率は高く、Green500ランキングでも72.7 gigaflops/wattという優れたスコアを記録している。同性能は、Oak Ridge National Laboratoriesの「フロンティア」とLawrence Livermore National Laboratoriesの「エル・カピタン」と同等である。これらはHPEのSlingshotイーサネットインターコネクトを使用しているが、InfiniBandが計算効率やエネルギー効率に有利かどうかは不明である。 製造と資金調達 ジュピターの組み立てとデザインはEvidenとParTecが担当しており、両者はこのプロジェクトで€273百万（約$314.7百万）を受け取った。プロジェクト全体には€500百万（約$576.1百万）が投じられ、うち€125百万ずつがユーロHPC努力とドイツ連邦教育研究省、北リューデンヴィヒスブルク州から提供された。電力や冷却、運営に必要な人材費は€227百万（約$261.4百万）となっている。 NvidiaはジュピターのGPU部分に大きな割引を提供した模様で、これはAMDがフロンティアやエル・カピタン向けに同様の対応を行っていたことを想起させる。計算機市場における競争力を維持するために、メーカーが初期段階の支援を行うことは重要なのだ。 業界関係者のコメント 業界関係者らは、ジュピターの高パフォーマンスとエネルギー効率のバランスの良い設計について称賛している。特に、InfiniBandネットワークによって実現された高い計算効率は、他の大型HPCシステムとの差異化要因と見なされている。ParTecとEvidenも、このような重要なインフラストラクチャの構築に携われたことについて喜びを表現している。 Forschungszentrum Jülichは、世界トップレベルの科学研究に貢献する高性能なスーパーコンピュータの開発と運用を続けることで、国内外の研究者に重要な支援を提供するという使命を持っている。