Achtergrond - Half miljard voor Jupiter: Europese exascalecomputer draait op Amerikaanse chips

In dit artikel:

Jülich in Duitsland huisvest sinds vorig jaar Jupiter, de eerste exascale-supercomputer van Europa. Het systeem, gefinancierd via het EU-initiatief EuroHPC en gebouwd door een consortium van Eviden en ParTec, bereikt volgens de TOP500-lijst een piek van 1,226 exaflops (ongeveer 10^18 berekeningen per seconde) en staat daarmee op de vierde plaats wereldwijd — alleen systemen in de VS scoren hoger.

Achtergrond en motivatie
De komst van Jupiter vloeit voort uit een EU-beslissing om nationale middelen te bundelen omdat exascale-constructies economisch en technisch om schaalvereisten vragen. EuroHPC fungeert als coördinator en financier; een onafhankelijke jury koos het voorstel van het Jülich Supercomputing Centre (JSC) als hostlocatie, mede vanwege JSC’s ervaring met grootschalige systemen en een grote onderzoeksgemeenschap.

Modulaire opbouw en hardware
Jupiter heeft een modulaire architectuur: een cpu-georiënteerd cluster en een zeer krachtige booster voor gpu-intensieve workloads. De booster, die momenteel de gehele meetbare rekenkracht levert omdat de cpu-module nog niet is opgeleverd, bestaat uit zo’n 24.000 Nvidia GH200 'superchips'. Elke GH200 combineert een Grace-cpu en een Hopper-gpu met veel HBM-geheugen, waardoor cpu en gpu via NVLink-C2C zeer snel data kunnen uitwisselen. De toekomstige cpu-module wordt opgebouwd met Europese SiPearl Rhea1-processoren (ruim 1.300 chips met Arm-cores). Het idee is dat verschillende onderdelen van een grote toepassing op het best passende sub-systeem draaien en continue data uitwisselen.

Prestaties en efficiëntie
Jupiter levert een pieksnelheid van 1,226 exaflops en volgens JSC gemiddeld 15,7 MW tijdens de TOP500-benchmark (maximaal 17 MW). Daarmee is het het zuinigste exascale-systeem tot nu toe; andere exascale-machines verbruiken gemiddeld minimaal 24 MW. Op de Green500-lijst — rekenkracht per watt — staat Jupiter op plek 14 met 63,3 gigaflops per watt. JSC stelt dat de efficiëntie verder kan verbeteren bij een speciale meetrun, iets waarvoor het nog moet kiezen.

Koeling en bouw
Het datacenter bestaat uit ongeveer vijftig containers met racks, voeding en koelsystemen. Chips worden via closed-loop direct liquid cooling met water gekoeld; het warme water wordt op de containers afgekoeld met warmtewisselaars en kan bij hoge buitentemperatuur aanvullende adiabatische methodes gebruiken. Deze aanpak draagt bij aan de relatieve energie-efficiëntie van het systeem.

Wetenschappelijke toepassingen en toegang
Jupiter is in een early-accessfase en is de afgelopen maanden al door circa honderd onderzoeksteams gebruikt. Toegang wordt nu geregeld via een open beoordelingsprocedure: onderzoekers met wetenschappelijke voorstellen kunnen capaciteit aanvragen. Gebruik gebeurt 'close to the metal'—direct op nodes via Slurm, met inlog mogelijk via SSH of een Jupyter-portal. Virtualisatie wordt niet toegepast; containergebruik is mogelijk via Apptainer (voor hpc). Tot dusver domineren academische toepassingen zoals klimaatmodellering, astrofysica, plasmafysica, computational fluid dynamics en moleculair simulatie. Een team met JSC-onderzoekers won recent een Gordon Bell Prize voor klimaatmodellering, een prestigieuze erkenning in supercomputing.

Toekomstplannen: AI en Jarvis
JSC wil uiteindelijk ook industriële gebruikers aantrekken; ongeveer een kwart van de capaciteit moet vrijkomen voor innovatie en vooral AI-projecten. Daarnaast plant het centrum een derde module, Jarvis, specifiek voor AI-inferencing. In dat scenario blijft de booster vooral verantwoordelijk voor het trainen van modellen, terwijl Jarvis inference-taken afhandelt — een scheiding die zowel efficiëntie als toepasbaarheid in AI-workflows moet verbeteren. Eerst moet de boostermodule echter de early-accessperiode afronden en in reguliere productie gaan; die overgang wordt op korte termijn verwacht.

Context en vergelijking
Ter vergelijking: de snelste Nederlandse supercomputer (ISEG2) haalt 338 petaflops, en de Belgische Lucia 2,7 petaflops — Jupiter overstijgt deze cijfers ruimschoots. Met zijn combinatie van Europese cpu-plannen en Amerikaanse acceleratoren illustreert Jupiter zowel de technologische ambities als de praktische afhankelijkheden binnen Europa’s supercomputingstrategie.