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Energieeffiziente HPC-Hardware: AMDs 30x25-Ziel
Die Energieeffizienz ist bei Hardware für KI-Anwendungen und High-Performance Computing ein entscheidender Faktor. AMD hat sich diesbezüglich Ziele bis 2025 gesetzt.
In der IT-Branche steigt nicht nur das Bedürfnis nach mehr Rechenpower – gerade um vermehrt den Bedarf für die Nutzung von künstlicher Intelligenz (KI) zu decken, sondern gleichzeitig auch das Bewusstsein für Nachhaltigkeit und das Klima. Es wird zunehmend herausfordernd, den steigenden Energiebedarf zu decken, weshalb nachhaltige Lösungen im Software- und Hardwarebereich unerlässlich sind. AMD ist eines der Unternehmen, das nach Hardwarelösungen sucht, die nicht nur die Anforderungen für High-Performance Computing und KI-Anwendungen erfüllen, sondern auch so energieeffizient wie möglich sind.
AMDs 30x25-Ziel
AMD verfolgt mit seinen Produkten eine nachhaltige Strategie. So wurde 2021 angekündigt, dass bis 2025 eine 30-fache Verbesserung der Energieeffizienz für Compute Chips im Bereich High-Performance Computing und KI erreicht werden soll, das sogenannte 30x25-Ziel. Gemessen wird dabei die Zeitspanne von 2020 bis 2025. Im Jahr 2023 führte AMD neue Beschleuniger ein, die zur Serie AMD Instinct MI300 gehören. Zu diesem Zeitpunkt erreichte AMD bereits eine 13,5-fache Verbesserung der Energieeffizienz. Die Messmethodik des Ziels wurde laut AMD von Compute-Energieeffizienzforscher Dr. Jonathan Koomey validiert. Stand Juli 2024 ist AMD auf einem guten Weg, das 30x25-Ziel wie geplant zu erreichen.
Mooresches Gesetz als Herausforderung
Jedoch stellt das Mooresche Gesetz Chip-Entwickler vor Herausforderungen. Dieses Gesetz von Gordon Moore besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren regelmäßig verdoppelt. Es wird von zwölf, 18 oder 24 Monaten als Zeitraum geredet. Doch das Mooresche Gesetz hat Grenzen: Die Transistorenzahl pro Chip kann nur immer schwieriger erhöht werden, da die Verkleinerung eines Transistors immer aufwendiger und teurer wird. Um diesem Problem ein wenig zu entgehen, setzt AMD auf eine ganzheitliche Perspektive, um nicht nur Prozessoren und Transistoren zu überarbeiten, sondern beispielsweise auch Architektur, Gehäuse und Memory.
Einsatz von AMD
AMD hat Erfahrung, sowohl mit HPC-Systemen (High-Performance Computing) als auch mit energieeffizienten Systemen. Auf der aktuellen Top500-Liste der Supercomputer werden 157 Supercomputer mit AMD-Produkten betrieben und ebenfalls 157 Computer, die auf der Green500-Liste stehen. Die Top500-Liste zeichnet Supercomputer aus, die den Linpack-Benchmark erfüllen, sie müssen also eine Reihe von linearen Gleichungen lösen können. Entscheidend ist hier die Schnelligkeit beim Lösen, die in Gleitkommaoperationen pro Sekunde (FLOPS) angegeben wird. Auf der Green500-Liste werden Supercomputer ausgezeichnet, die energieeffizient sind.
In 2024 werden laut AMD bereits einige Prozessoren und Beschleuniger für neue Projekte eingesetzt. So nutzt das italienische Energieunternehmen Eni AMD EPYC CPUs und AMD Instinct GPUs für einen Supercomputer. In der zweiten Jahreshälfte will Lenovo in Verbindung mit der Universität Paderborn den Bau eines Supercomputers mit AMD EPYC CPUs beginnen. Das Projekt The Hunter des High Performance Computing Centers Stuttgart (HLRS) soll mit AMD Instinct MI300A-Beschleunigern betrieben werden. Die AGH Universität Krakau betreibt ihren Supercomputer Helios mit AMD EPYC CPUs der vierten Generation.
LUMI
Auch der Supercomputer LUMI, der seinen Standort in Finnland hat und derzeit auf Platz fünf der Top500-Liste ist, wird sowohl mit AMD EPYC als auch mit AMD Instinct betrieben. Der Ansatz, dass allein energieeffiziente Hardware nicht ausreicht, um Rechenzentren nachhaltig zu betreiben, wird auch hier verfolgt. LUMI nutzt zu 100 Prozent erneuerbare, kohlenstoffneutrale Energie. Die erzeugte Wärme soll 20 Prozent der benötigten Fernwärme in der Region decken.
