LUMI

Was ist LUMI?

LUMI (Large Unified Modern Infrastructure) ist ein Supercomputer und befindet sich in Kajaani, Finnland. Er ist ein Teil von EuroHPC JU (European High-Performance Computing Joint Undertaking). Dieses Projekt zum Aufbau einer Infrastruktur von Supercomputern wird von der Europäischen Union, dem finnischen IT Center for Science (CSC) und verschiedenen europäischen Mitgliedsstaaten betrieben, und soll Europa im Bereich des Supercomputings voranbringen. Hauptsächlich laufen dort Workloads in den Bereichen High Performance Computing, künstliche Intelligenz und Data Analytics.

LUMI ist derzeit auf der Liste der Supercomputer auf dem achten Platz weltweit, nach Frontier, Aurora, Eagle und Supercomputer Fugaku, und der schnellste Supercomputer in Europa. Auf der Green500-Liste befindet sich LUMI auf dem 25. Platz der umweltfreundlichsten Supercomputer weltweit. Grund dafür ist, dass LUMI ausschließlich mit Wasserkraft betrieben wird, und die Abwärme wird genutzt, um die Gebäude der Gemeinde Kajaani zu heizen.

Die Rechenleistung von LUMI beträgt insgesamt 386 Petaflops, das sind 375 Billiarden Berechnungen pro Sekunde. Theoretisch ist aber eine maximale Leistung von über 550 Petaflops möglich. Der Peak liegt bei 539,13 Petaflops. LUMIs Rechenleistung entspricht der von 1,5 Millionen Notebooks.

Was sind die technischen Eigenschaften von LUMI?

LUMIs Architektur beruht auf einem HPE-Cray-EX-System und es sind sowohl AMD EPYC CPUs verbaut als auch AMD Radeon Instinct GPUs.

LUMI ist in verschiedene Partitionen unterteilt:

• LUMI-G: Diese GPU-Partition setzt sich aus 11.900 AMD Instinct MI250X GPUs zusammen.
• LUMI-C: Die CPU-Partition besteht aus 262.000 64-Core AMD EPYC CPUs.
• LUMI-K: Das ist die Container-Cloud-Partition.
• LUMI-Q: Hier sind die Quantenprozessoren verbaut.
• LUMI-O: Das ist der Object Storage Service mit 30 Petabyte verschlüsseltem Storage zum Speichern, Teilen und Bereitstellen von Daten. LUMI-O beruht auf Ceph.
• LUMI-P: Das ist Lustre Storage, ein 80 Petabyte paralleles Dateisystem.
• LUMI-F: LUMI verfügt über neun Petabyte Flash-basierter Storage mit einer Lesebandbreite von drei Terabyte pro Sekunde und großer IOPS-Fähigkeit. Die Partition beruht auf Cray ClusterStor E1000.
• LUMI-D: Die interaktive Data-Analytics-Partition nutzt GPUs für Datenanalyse und Visualisierung.

Durch die HPE-Slingshot-Technologie ist eine Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen den einzelnen Partitionen möglich sowie die Kombination verschiedener Ressourcen in einem einzigen Durchlauf.

Wofür wird LUMI genutzt?

LUMI wird für eine Reihe unterschiedlicher Anwendungsfälle eingesetzt, unter anderem werden damit digitale Doppelgänger betrieben, Sprachmodelle und generative KI werden erforscht, Krankheitsbilder untersucht und Projekte aus der Materialwissenschaft vorgestellt. Außerdem wird die Teilchen- und Kernphysik gefördert, die Forschung der Solarphysik erleichtert, Quanten- und numerische Strömungsmechanik erforscht, und bestehende Industriepraktiken werden umgestaltet.

Konkrete Anwendungsbeispiele sind die folgenden:

• Sprachmodelle für ressourcenarme Sprachen: Silo AI und TurkuNLP kombinieren bei diesem Projekt ressourcenarme mit ressourcenstarken Sprachen für Open-Source-LLMs und optimieren so die Leistung, ohne Qualität einzubüßen. Die Sprachmodelle Viking und Poro wurden als Open Access veröffentlicht. Durch LUMI wird die Erstellung von LLMs beschleunigt.
• OLMo: AI2 hat mit OLMo ein generatives Open Language Model eigens für die wissenschaftliche Gemeinschaft geschaffen.
• Workflow für Krebsdiagnosen: ComPatAI trainiert mit LUMI Vorhersagemodellen für Krebsdiagnosen und -einstufungen, die Biopsiebilder genau und effizient interpretieren.
• quantenmechanische Materialberechnungen: Dieses ML-Modell kann fast alle anorganischen Kristalle und das gesamte Periodensystem unter verschiedenen Bedingungen simulieren. Mit LUMI wird die Trainingsdatenbank für das Modell erstellt.
• Datenanalyse von Satellitenbildern: Das finnische Raumfahrtunternehmen ICEYE nutzt LUMI, um automatisiert Echtzeitradarbilder (SAR) zu analysieren und interpretieren, vor allem in den Bereichen Überschwemmungen und Waldbrände.

Das ist nur ein Auszug der Projekte, weitere Anwendungsfälle, die mit LUMI betrieben werden, können Sie hier finden.