Belajar dari efisiensi energi superkomputer

JAKARTA (IndoTelko) - Superkomputasi pernah terbatas pada bidang penelitian intensif, tugas-tugas ilmiah seperti menganalisis sejumlah besar data untuk memecahkan tantangan medis, lingkungan dan infrastruktur.

Namun, karena peristiwa pandemi dan peralihan ke teknologi berbasis cloud seperti artificial intelligence (AI) dan machine learning (ML), high-performance computing (HPC) – yang menggunakan superkomputer dan kluster komputasi untuk menyelesaikan masalah komputasi tingkat lanjut - sudah mulai masuk ke enterprise / perusahaan.

Sama seperti komputasi cloud perusahaan yang menciptakan cara baru bagi bisnis untuk melibatkan pelanggan dan memungkinkan cara kerja baru yang lebih fleksibel, superkomputer membuka kemungkinan baru untuk terobosan inovasi dengan mempercepat proses R&D dan pengembangan produk skala besar.

Tentu saja, beberapa bisnis tetap skeptis terhadap HPC dan berpendapat bahwa teknologi ini tidak akan relevan dengan pekerjaan sehari-hari selama bertahun-tahun di masa mendatang. Namun, seperti infrastruktur hyperconverged dan virtual desktop infrastructure (VDI), teknologi yang tampaknya futuristik ini telah membentuk masa depan perusahaan.

Pada akhirnya, HPC dapat digunakan sebagai indikator teknologi yang akan menyaring ruang "sipil" dari waktu ke waktu; misalnya, jika CPU dan GPU tertentu semakin banyak digunakan di ruang HPC, itu pertanda cukup baik bahwa mereka akan segera masuk ke perusahaan dan pasar menengah.

Memperhatikan teknologi tersebut saat ini dapat membantu organisasi dan perusahaan tetap berada di garis depan inovasi dan terdepan diantara para pesaing. Bagaimanapun, pengguna di HPC termasuk dalam kelompok pelanggan pengguna awal dan mencari teknologi terbaru dan tercepat sebelum teknologi tersebut diakuisisi oleh perusahaan yang lebih berhati-hati.   

Efisiensi Energi
Menurut IDC, Asia/Pasifik sedang mengalami transformasi dari core to edge, dengan kemunculan sub-regional datacenter (cluster/hubs). Menariknya, “sekitar sepertiga organisasi di Indonesia melihat keberlanjutan sebagai salah satu pertimbangan utama ketika memilih penyedia yang tepat. Organisasi-organisasi ini mengidentifikasi investasi dalam sumber energi terbarukan dan inisiatif hijau sebagai kriteria seleksi.”

Anda mungkin berpikir bahwa 'efisiensi energi dan' superkomputer' adalah istilah yang tidak berjalan beriringan. Terlebih lagi, banyak dari mesin ini membutuhkan lebih dari satu megawatt listrik untuk beroperasi, dan biaya listrik tahunan dapat dengan mudah mencapai hingga jutaan dolar.

Namun, superkomputer generasi baru tidak hanya membantu organisasi menjadi lebih ramah terhadap bumi karena faktanya superkomputer tidak hanya menawarkan kinerja per watt yang mengesankan, tetapi juga digunakan untuk mengembangkan produk dan solusi efisiensi bahan bakar generasi berikutnya untuk membantu mengurangi derajat perubahan iklim.

Sebagai contoh Frontier, sebuah superkomputer bertenaga CPU AMD EPYC™ Generasi Ketiga yang dioptimalkan dan akselerator AMD Instinct™ untuk menghadirkan lebih dari 1,5 exaflops daya pemrosesan puncak. Tidak hanya menempati posisi teratas dalam daftar Top500, tetapi juga menduduki puncak daftar Green500 terbaru, yang mengukur efisiensi energi superkomputer.     

Sedangkan mesin Green500 teratas sebelumnya, MN-3 di Jepang, menghasilkan 39,38 gigaflops per watt, Frontier - yang dibuat oleh HPE untuk Oak Ridge National Laboratory Departemen Energi AS - mencapai 62,68 gigaflops per watt. Ini berarti prosesor AMD EPYC™ dan akselerator AMD Instinct kini mendukung beberapa superkomputer paling efisien di dunia.
Lumi, mesin pre-exascale yang terletak di IT Center for Science (CSC) di Kajaani, Finlandia, juga menempati peringkat sebagai salah satu superkomputer paling hemat energi di dunia dengan rasio gigaflops/watt 51,6.    

Mesin ini menggunakan teknologi serupa dengan Frontier dengan CPU AMD EPYC™ yang dioptimalkan dan empat akselerator AMD Instinct MI250X per node. Performa Lumi saat ini menurut daftar Top500 adalah 151 petaflops dan memiliki performa puncak teoritis lebih dari 550 petaflops per detik.   

Namun, yang membuat mesin ini sangat menarik adalah sifat koheren memori dari CPU EPYC Generasi Ketiga yang dioptimalkan dan GPU MI250X. Dengan mendukung memori CPU-GPU yang koheren, di mana satu salinan data diproses oleh CPU dan GPU, lebih sedikit daya yang digunakan untuk membaca/menulis data dari memori sistem, membantu supercomputer atas berjalan lebih efisien.    

Hal tersebut merupakan contoh dari teknologi inovatif yang hanya dalam waktu beberapa tahun kemungkinan akan mulai muncul di pasar server. Tidak hanya berarti bahwa CPU dan GPU tidak perlu membuang energi untuk bekerja dengan dua set data, tetapi juga membuat hidup lebih mudah bagi pengembang software yang dapat menulis kode terpadu untuk CPU dan GPU.   

Selain itu, Lumi juga menawarkan “teknologi pendinginan gratis” yang inovatif, yang memungkinkan limbah panas digunakan di jaringan pemanas distrik Kajaani. Teknologi ini dilaporkan akan mengurangi jejak karbon tahunan seluruh kota sebesar 12.400 ton .

Mendinginkan data center dapat menghabiskan hingga 40% dari total konsumsi energi , tetapi dengan menggunakan aliran udara alami dalam pendinginan dan menghindari sirkulasi ulang udara hangat, seperti Lumi, operator data center dapat mengurangi penggunaan energi dan membantu mengurangi emisi terkait.   
 
Pelajaran
Dijelaskan dengan tepat oleh Deloitte, “Keberlanjutan bukan hanya tentang mengoptimalkan komputasi, penyimpanan, dan aplikasi.” Banyak organisasi, terutama penyedia cloud, membuat terobosan baru dengan menggunakan metrik environmental, social, and governance (ESG) yang digunakan untuk mengukur kinerja keberlanjutan perusahaan secara keseluruhan—selain konsumsi daya—untuk menentukan dampak operasi terhadap lingkungan.” Seperti AMD, beberapa organisasi sedang meninjau rantai pasokan mereka dan memastikan bahwa mitra dan pemangku kepentingan lainnya juga selaras dengan tujuan ESG.      

Selain itu, ada pelajaran yang dapat dipetik dari teknologi inovatif yang digunakan oleh beberapa superkomputer terkencang di dunia, terutama yang dikembangkan oleh AMD.

Sebagai contoh, penelitian AMD sendiri telah menunjukkan bahwa untuk memberikan 1200 VMS, dibutuhkan sepuluh server soket ganda AMD EPYC 7713 versus 15 server soket ganda berbasis Intel Xeon Platinum 8380, yang berarti pengurangan penggunaan daya sekitar 32% dan penghematan sekitar 70 metrik ton dari emisi gas rumah kaca. Terlebih lagi, dengan lebih banyak core per soket dan lebih banyak core per server, lebih mudah untuk pemrosesan daya ke dalam server soket ganda atau tunggal yang gesit, memungkinkan pengurangan jumlah server dan footprint lebih jauh.       

Perusahaan tidak hanya telah menjadi yang terdepan dalam inovasi HPC dan efisiensi energi, tetapi AMD memiliki ambisi yang lebih besar untuk masa depan dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi energi untuk prosesor AMD dan akselerator GPU Instinct sebesar 30x dari tahun 2020 hingga 2025, mewakili 2,5x percepatan tren industri dari 2015-2020, dan pengurangan 97% dalam penggunaan energi per komputasi selama periode ini .

Baik pemimpin bisnis maupun TI dapat memperoleh manfaat dari memperhatikan berita terbaru di dunia superkomputer. Superkomputer saat ini melampaui performa dan skala tinggi, dan membuka jalan bagi metode komputasi dan beban kerja generasi berikutnya seperti AI, mendorong efisiensi daya tinggi untuk membantu kelestarian lingkungan.   

Meskipun "superkomputer" mungkin bukan istilah umum yang ada di benak organisasi/perusahaan, jelas bahwa HPC dengan cepat menjadi alat bisnis modern yang ingin tetap terdepan di pasar yang kompetitif saat ini. Dan CPU AMD di balik teknologi ini dapat membentuk masa depan infrastruktur TI perusahaan / organisasi.(wn)