发展历程
项目发起
莱昂纳多（Leonardo）超级计算机项目最初是在2020年宣布的[1]，由EuroHPC[2]联合企业共同资助，这是欧盟，欧洲国家和私人合作伙伴之间的联合倡议，旨在引领欧洲超级计算的发展。
建设地点与合作
莱昂纳多建于意大利博洛尼亚的Cineca（意大利最大的计算中心之一），并与多个国际合作伙伴共同开发，包括硬件供应商如Atos公司，以及来自学术界和工业界的合作伙伴。[3]
启用时间
莱昂纳多超级计算机正式启用的时间是在2022年11月24日。它被设计为欧洲最强大的超级计算机之一，并且在启用时，在全球范围内也名列前茅。这表明，莱昂纳多超级计算机是由欧洲高性能计算公司Atos设计和开发的，旨在提高欧洲的算力，并支持创新的宝贵工具。[4]
性能表现
莱昂纳多超级计算机在2022年11月的全球top500超算排行榜中跻身前十，成为唯一一个进入前十的新面孔。这一成就显示了其在全球超级计算机领域中的竞争力。据2022年EuroHPC官网报道，莱昂纳多超级计算机算力为250petaflop，即每秒执行250千万亿次计算操作。
技术架构
硬件架构
系统规模
莱昂纳多系统包含数万个计算核心，总内存超过100PB，利用高性能的InfiniBand网络连接各个计算节点，确保数据的高速传输。拥有 4992 个液冷计算节点和 111 pBytes 存储。
存储与冷却
配备了先进的并行文件系统和大容量存储解决方案，以应对大规模数据处理需求。同时，采用高效能的液冷技术来降低能耗和保持系统稳定运行。莱昂纳多还配置了DDN的EXAScaler®并行文件系统解决方案，以及混闪基础设施，这包括一个闪存层和一个容量层，提供了超过1.4 TB/s的吞吐量。[5]
处理器（CPU）
莱昂纳多系统使用了AMD EPYC 63C 2GHz处理器，这进一步证明了其对高性能计算的依赖。[6]
加速器（GPU）
系统集成超过14000个NVIDIA GPU。莱昂纳多超级计算机系统集成了超过14000个NVIDIA GPU。这成为其AI性能的关键驱动力。2020年10月17日和18日的报道中，莱昂纳多被Nvidia称为“世界上最强大的AI系统”。[7]
软件架构
编程模型与编译器
莱昂纳多超级计算机支持CUDA、OpenMP、MPI（Message Passing Interface）等编程模型，使得开发者能够编写针对GPU加速和分布式计算优化的代码。同时，提供相应的编译器和开发工具链，如GCC、NVCC（NVIDIA CUDA Compiler）等，以简化并行程序的开发和优化过程。
网络
莱昂纳多采用基于 NVIDIA Mellanox HDR 200Gb/s InfiniBand 互连的 Dragonfly+ 拓扑结构，具有智能网络计算加速引擎，可实现极低的延迟和高数据吞吐量，从而提供最高的 AI 和 HPC 应用程序性能和可扩展性。对于数据网络，已使用超过 25000 根光缆和 800 台网络交换机来互连整个莱昂纳多基础设施。[8]
所获奖项
2023 年 5 月，在 ISC23 上，获IO500 榜单的带宽得分中排名第一[9]
2023 年 5 月，在 IO500 生产列表中排名第二[10]
2023 年 5 月，在全球超级计算机500榜单中位列世界第四[11]
2023 年 11 月，在全球超级计算机500强榜单中位列世界第十一[12]
2024 年，荣获意大利阿斯彭研究所奖[13]莱昂纳多的资助方：EuroHPC JU
莱昂纳多超级计算机由 EuroHPC Joint Undertaking 共同资助，这是欧盟、欧洲国家和私营合作伙伴为引领欧洲超级计算机发展而发起的一项联合倡议。
EuroHPC联合项目（JU）是欧洲协同的超级计算平台，成立于 2018 年，位于卢森堡，目前由32个成员国和数十亿欧元的资金组成。
EuroHPC JU 旨在：
- 在欧盟开发、部署、扩展和维护世界领先的超级计算、量子计算、服务和数据基础设施生态系统；
- 支持基于供应链的以需求为导向、以用户为导向的创新和竞争性超级计算系统的开发和采用，并开发针对系统优化的广泛应用程序；
- 将超级计算基础设施的使用范围扩大到大量公共和私人用户，并支持欧洲科学和工业的关键HPC技能的发展。
EuroHPC JU 允许欧盟和 EuroHPC JU 参与国协调他们的努力并汇集他们的资源，使欧洲成为超级计算领域的世界领导者。这提升了欧洲的科学卓越性和工业实力，支持欧洲经济的数字化转型，同时确保其技术主权。
截止2023年底，EuroHPC JU 已在欧洲采购了八台超级计算机。五台超级计算机现已投入运行：芬兰的LUMI、意大利的Leonardo、斯洛文尼亚的Vega、卢森堡的MeluXina、保加利亚的Discoverer、捷克的Karolina。另外两台超级计算机也在建设中；西班牙的 MareNostrum5 和葡萄牙的 Deucalion。
莱昂纳多的托管实体：CINECA
CINECA[14]是欧洲领先的超级计算组织之一，是一个由 69 所意大利大学、27 个国家公共研究中心、意大利大学与研究部 (MUR) 和意大利教育部 (MI) 组成的非营利性联盟，于 1969 年在博洛尼亚的 Casalecchio di Reno 成立。
莱昂纳多的出资实体：MUR
在高性能计算领域的先锋研究是国家体系在国际层面上的一项具有战略意义的资产。正是出于这一精神，MUR（Ministry of University and Research）[15]支持意大利与EuroHPC JU合作申办莱昂纳多项目，旨在实现首个欧洲高性能计算网络，以提升国家的国际地位。
最终，莱昂纳多产生的计算能力中有50%将对主办国的研究机构、大学乃至公司开放；剩余部分则将供EuroHPC JU参与国使用。
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参考资料
【2】The European High Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU)
【3】英伟达将为全球最快人工智能超级计算机提供Ampere架构GPU
【4】（英语学习/新闻分享）欧洲将在超级计算机领域进行竞争
【5】[HPC存储] Leonardo 超级计算机应对紧急计算的挑战
【6】Frontier 超算继续高居 Top 500 榜首
【7】欧洲发布最强AI超级计算机LEONARDO 超算系统格局将发生变化
【8】莱昂纳多超级计算机官网
【9】AT ISC23 LEONARDO RANKED FIRST FOR BANDWIDTH SCORE IN IO500 LIST【10】Production ISC23 List
【11】TOP500 2023, LEONARDO CONFIRMS 4TH IN THE WORLD
【12】最新Top500榜单发布 Aurora超算首次上榜位列第二
【13】THE ASPEN INSTITUTE ITALIA 2024 AWARD TO RESEARCH CONDUCTED WITH SUPER COMPUTERS
【14】CINEA官网
【15】MUR官网
