Monte Cimone, RISC-V guarda ai supercomputer con un cluster tutto italiano

E4 Computer Engineering ha presentato Monte Cimone, un cluster finalizzato a permettere il co-sviluppo di applicazioni scientifiche e ingegneristiche ad alte prestazioni e il relativo stack software a supporto su ISA RISC-V.

Monte Cimone è il primo cluster basato su ISA RISC-V specificamente progettato, costruito e validato per attività mirate a consentirne l'uso nell'ecosistema HPC, avendo come obiettivo primario un ambiente operativo.

Allo sviluppo del progetto hanno partecipato il DEI-UNIBO (Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e dell'Informazione "Guglielmo Marconi" dell'Università di Bologna) che ha contribuito alla definizione dell'architettura del sistema, allo sviluppo dello stack software e all'integrazione di Examon nell'ambiente di automazione del datacenter, e CINECA, il principale centro di supercalcolo italiano, che ha effettuato il deployment di librerie matematiche ad alte prestazioni (OpenBLAS, FFTW, Netlib-LAPACK, Netlib-scaLAPACK) e applicazioni scientifiche (HPL, Quantum Espresso).

Il progetto Monte Cimone permette agli sviluppatori di testare e convalidare i carichi di lavoro scientifici e ingegneristici in un ricco stack software, tra cui strumenti di sviluppo, librerie per la programmazione message-passing, BLAS, FFT, driver per reti HS e dispositivi I/O.

"Il continuo dialogo tra E4, DEI-UNIBO e CINECA ha permesso a Monte Cimone di raggiungere un tale livello di stabilità e affidabilità, sia in termini di HW che di SW, per eseguire vari flussi di lavoro (ad esempio Quantum Espresso, OpenFOAM) e consentire il porting di ulteriori applicazioni", si legge in una nota stampa. "RISC-V è un'ISA molto promettente per l'HPC, tanto che la European Processor Initiative si avvarrà di un acceleratore basato proprio su questa specifica".

Monte Cimone si trova attualmente in fase di validazione finale presso il DEI-UNIBO e un'architettura simile, anche se in scala ridotta, si trova presso il laboratorio R&S di E4 per ulteriori sviluppi. Una volta validato, Monte Cimone sarà trasferito al CINECA per ulteriori test e per l'integrazione nell'ambiente di calcolo di classe exascale.

Monte Cimone si basa su 6 server dual-board 1U al cui interno trovano spazio schede madre mini-ITX su cui trovano spazio un SoC SiFive Freedom U740, 16 GB di memoria, una Gigabit Ethernet e quattro USB 3.2 Gen 1, oltre a connettività PCIe 3.0 x8. La parte di storage è composta da un SSD M.2 2280 NVMe da 1 TB per il sistema operativo, mentre una micro SD serve per il boot UEFI. Due alimentatori da 250W e le ventole di raffreddamento completano il tutto.

"Sono estremamente entusiasta dei risultati che abbiamo raggiunto con Monte Cimone che dimostrano una notevole maturità dello stack software e degli strumenti RISC-V per l'HPC. Credo che le macchine HPC basate su RISC-V non siano lontane, e Monte Cimone sarà determinante per arrivarci più velocemente", afferma il Prof. Luca Benini, Professore ordinario di Elettronica al DEI-UNIBO e Cattedra di Circuiti e Sistemi Digitali all’ETH di Zurigo.

"Come centro di supercalcolo siamo molto interessati alla tecnologia RISC-V per sostenere la comunità scientifica", conclude il Dr. Daniele Cesarini, HPC Specialist al CINECA. "Siamo entusiasti di contribuire all'ecosistema RISC-V supportando l'installazione e la messa a punto di codice scientifico e librerie matematiche ampiamente utilizzate per portare avanti lo sviluppo di CPU RISC-V ad alte prestazioni. Crediamo che Monte Cimone sarà foriero della prossima generazione di supercomputer basati su tecnologia RISC-V e continueremo a lavorare in sinergia con E4 Computer Engineering e l'Università di Bologna per dimostrare che RISC-V è pronto per i giganti HPC".

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