StorageReview ha riconquistato il primato computazionale con un nuovo record di risoluzione del pi greco a 314 trilioni di cifre. La moderna corsa al π è passata dagli esperimenti cloud alla flessibilità completa dell'infrastruttura. Nel 2022, Google Cloud ha spinto il π a 100 trilioni di cifre, eseguendo y-cruncher su un'enorme flotta di istanze cloud e divorando decine di petabyte di I/O nel processo. Quel traguardo è stato il numero principale per "quanto è possibile" con l'infrastruttura tradizionale.
L'azione si è poi spostata in laboratorio. All'inizio del 2024, abbiamo aggiornato il nostro record a 105 trilioni di cifre su un sistema supportato da quasi un petabyte di SSD Solidigm QLC. Questo risultato ha stabilito un nuovo punto di riferimento per la scalabilità e ha dimostrato l'efficienza con cui una singola macchina on-premise può operare. Pochi mesi dopo, ci siamo ripetuti, questa volta raggiungendo 202 trilioni di cifre. Ciò ha confermato che la tecnologia flash ad alta densità e un'attenta messa a punto potevano superare le prestazioni di un'infrastruttura hyperscale per questo specifico e impegnativo carico di lavoro.
Naturalmente, i record attraggono sfidanti. Linus Media Group e KIOXIA si sono aggiudicati la corona con un record da 300 trilioni di cifre, alimentato da un grande cluster di storage condiviso Weka con 2 PB di memoria flash. Questo sforzo ha dimostrato cosa può fare un'infrastruttura tradizionale ad alta densità di storage, pur con un rack di hardware, una bolletta elettrica elevata e complessità di raffreddamento. Non potevamo restare inerti e lasciare che quel record rimanesse imbattuto!
StorageReview ha ora spinto π a 314 trilioni di cifre, utilizzando un singolo server Dell PowerEdge R7725 2U dotato di due CPU AMD EPYC a 192 core e quaranta SSD Micron 6550 Ion da 61.44 TB. Con l'assemblaggio e la messa a punto del sistema avvenuti a luglio, abbiamo avviato la nostra esecuzione il 31 luglio 2025. Per una fortunata coincidenza, la nostra esecuzione di pi greco si è conclusa durante il secondo giorno di SC25, degna di un nuovo record HPC.
Scalare y-cruncher a 314 trilioni di cifre
Una volta superate le centinaia di trilioni di cifre, y-cruncher si comporta meno come un benchmark tradizionale e più come uno stress test infrastrutturale a lungo raggio. L'applicazione in sé è semplice, ma il modo in cui interagisce con l'hardware a questa scala diventa il fattore determinante. Tutto si riduce a quanto bene il sistema riesce a gestire migliaia di operazioni multi-precisione senza bloccare le CPU o sovraccaricare il livello di storage. È proprio il livello di storage, in particolare, che ha effettivamente conquistato questo record. Abbiamo implementato 40 SSD Micron 6550 Ion Gen5 NVMe, 34 dei quali sono stati assegnati a y-cruncher. Questo pool di SSD ha fornito circa 2.1 petabyte, dando a y-cruncher spazio sufficiente per eseguire l'esecuzione a 314T. I restanti 6 SSD sono stati utilizzati per creare un volume RAID10 software, che abbiamo utilizzato per registrare le 314T cifre di pi greco.
Anche le modifiche di progettazione tra i server Dell PowerEdge di 16a e 17a generazione hanno contribuito a migliorare le prestazioni del nostro più recente record da 314T. Nel nostro precedente record da 202T, abbiamo sfruttato il Dell PowerEdge R760 a 24 bay, che utilizzava uno switch PCIe sul backplane delle unità, a discapito della densità delle unità a favore delle prestazioni. Sui server Dell PowerEdge di 17a generazione, come l'R770 basato su Intel o l'R7725 basato su AMD, i backplane sono tornati a essere solo a connessione diretta, con 2 o 4 linee PCIe per bay. Nel PowerEdge R7725 con il suo backplane Gen5 E3.S a 40 bay, ogni SSD ha 2 linee PCIe. Sebbene ciò possa sembrare un calo delle prestazioni, la piattaforma è comunque in grado di raggiungere fino a 280 GB/s in lettura e scrittura quando tutti i 40 bay vengono utilizzati contemporaneamente.
Utilizzando il benchmark interno di storage y-cruncher, abbiamo registrato le prestazioni di storage di ciascuna piattaforma nella configurazione utilizzata per ogni esecuzione. In ogni carico di lavoro, abbiamo riscontrato incrementi delle prestazioni di storage compresi tra il 72% e il 383%, con metriche di lettura e scrittura bilanciate.
| Metrico | Sistema 202T (vecchio record) | Sistema 314T (nuovo record) | Differenza percentuale (314T contro 202T) |
|---|---|---|---|
| Scrittura sequenziale | 47.0 GiB/s | 107 GiB/s | + 127.7% |
| Lettura sequenziale | 56.7 GiB/s | 127 GiB/s | + 124.0% |
| Scrittura a passi di soglia | 62.2 GiB/s | 107 GiB/s | + 72.0% |
| Lettura a passo di soglia | 20.9 GiB/s | 101 GiB/s | + 383.3% |
Il Dell PowerEdge R7725 non è solo un box di storage; offre anche un notevole potenziale di elaborazione come piattaforma AMD Turin dual-socket. Abbiamo sfruttato CPU AMD EPYC 9965 a 192 core, per un totale di 384 core. Abbiamo anche sostituito i dissipatori di calore raffreddati ad aria di serie con piastre di raffreddamento a liquido CoolIT SP5, raffreddate da una CDU CoolIT AHx10 Liquid-to-Air. Questa combinazione ha mantenuto le CPU a velocità di clock sostenute più elevate, le ventole dello chassis funzionavano a circa il 30% di PWM e il consumo energetico medio del nostro sistema si aggirava intorno ai 1,600 W.
Dal punto di vista software, la piattaforma utilizzava Ubuntu 24.04.2 LTS Server anziché Windows Server, come nelle esecuzioni precedenti. Questo ha massimizzato la stabilità del sistema e ha portato a significativi miglioramenti nelle prestazioni del carico di lavoro. Abbiamo eseguito numerose iterazioni di test prima di impegnarci a dare il via alla nostra esecuzione, inclusa la riserva di 4 core su 384 per le operazioni di sistema in background. Il risultato non è stato solo quello di battere il record Pi esistente, ma di superarlo in numerose metriche. Nulla si avvicina alla nostra esecuzione in termini di prestazioni, consumo energetico e, cosa più impressionante, affidabilità. Siamo anche l'unica esecuzione Pi su larga scala che ha stabilito un record mondiale senza un secondo di downtime. Dall'inizio alla fine, l'esecuzione non ha mai dovuto essere ripresa.
Efficienza energetica da record
L'approccio adottato da StorageReview per ciascuna delle nostre esecuzioni di record pi greco è stato quello di ridurre la complessità ed eseguire il benchmark utilizzando il minimo energetico necessario. Il precedente record da 300T, che sfruttava un cluster di storage distribuito e una rete ad alta velocità, richiedeva maggiori requisiti di alimentazione e raffreddamento. Abbiamo intrapreso una strada diversa, concentrandoci sulla densità di storage per utilizzare un singolo server 2U sia per lo storage di swap che per quello di output. Questo ha contribuito in modo significativo alla riduzione del nostro ingombro complessivo di alimentazione e raffreddamento. Il nostro Dell PowerEdge R7725 ha consumato solo 4,304.662 kWh nel corso dell'esecuzione da 314T, ovvero appena 13.70 kWh per trilione di cifre. Questo lo rende uno dei calcoli pi greco su larga scala più efficienti dal punto di vista energetico. Confrontando i due approcci, la differenza diventa immediatamente evidente, come evidenziato nella tabella seguente.
| Correre | kWh totali | Costo a $ 0.12/kWh | Costo a $ 0.20/kWh |
|---|---|---|---|
| Corsa a grappolo Weka da 300T | 33,600 kWh (stimato) | $4,032 | $6,720 |
| Esecuzione di un singolo server 314T | 4,304.662 kWh | $517 | $861 |
È importante notare che, durante il calcolo, il nostro 314T ha eseguito SSD con tecnologia leveraged in una configurazione JBOD senza resilienza dei dati. Il consumo energetico e le prestazioni complessive del sistema sono stati i fattori che hanno portato a questa decisione, ma hanno anche innescato una discussione sulla progettazione della soluzione di storage in base al carico di lavoro. Ogni carico di lavoro è diverso e alcuni, che possono essere riavviati con un impatto minimo sulla produzione, potrebbero non richiedere lo stesso livello di tolleranza ai guasti. Nel nostro caso, ci siamo concentrati sulla protezione dei dati in uscita con un RAID software tradizionale.
Durata totale 110 giorni
Nonostante abbia calcolato più cifre di qualsiasi altra esecuzione precedente, il tempo di elaborazione è stato significativamente inferiore rispetto al record precedente, che ha richiesto circa 225 giorni per essere completato (175 giorni di elaborazione escludendo i tempi di inattività). La finestra ininterrotta di 110 giorni è il risultato di un sistema operativo stabile, un carico di background ridotto al minimo, una topologia NUMA bilanciata e un array di scratch progettato per il pattern generato da y-cruncher a questa scala.
Caratteristiche tecniche
- Cifre totali calcolate: 314,000,000,000,000
- Hardware utilizzato: Dell PowerEdge R7725 con 2 CPU AMD EPYC 9965, 1.5 TB DDR5 DRAM, 40 Micron 61.44 TB 6550 Ion
- Software e algoritmi: y-cruncher v0.8.6.9545, Chudnovsky
- Usura SSD per SMART: 7.3 PB scritti per unità o 249.11 PB sui 34 SSD utilizzati per lo swap
- Punto di controllo logico più grande: 850,538,385,064,992 (774 TiB)
- Utilizzo massimo del disco logico: 1,605,960,520,636,440 (1.43 PiB)
- Lettura byte del disco logico: 148,356,635,606,263,504 (132 PiB)
- Byte del disco logico scritti: 126,658,805,195,776,600 (112 PiB)
- Data d'inizio: Gio 31 lug 17:16:41 2025
- Data di fine: Martedì 18 novembre 05:57:08 2025
- pi: 8793223.144 secondi, 101.773 giorni
- Tempo di calcolo totale: 9274878.580 secondi
- Tempo di wall dall'inizio alla fine: 9463226.454 secondi
Pensieri di chiusura
Per decenni, le esecuzioni estreme di Pi sono state un modo per mettere in mostra ciò che all'epoca veniva considerato "big iron". I primi record si basavano su desktop ad alte prestazioni e storage esterno, per poi spostarsi verso apparecchiature aziendali locali. Più di recente, la corsa si è spostata sul cloud, dove progetti come l'esecuzione da 100 trilioni di cifre di Google hanno dimostrato che era possibile raggiungere un record con la forza bruta, con un numero sufficiente di istanze e I/O. Poi abbiamo visto l'avvento di grandi cluster di storage condiviso, che hanno barattato la semplicità per un parallelismo grezzo e un costo di alimentazione e raffreddamento esorbitante.
Il nostro approccio è andato nella direzione opposta. In diverse esecuzioni di record, abbiamo trattato y-cruncher come un serio carico di lavoro HPC, non come un'operazione isolata. Le soluzioni 105T e 202T ci hanno aiutato a identificare i veri colli di bottiglia, a dimensionare e ottimizzare lo storage di riserva, a mantenere le CPU alimentate senza sovraccaricare il livello di I/O e a irrobustire il sistema in modo che un lavoro durato mesi venisse effettivamente completato. L'esecuzione a 314T è il risultato di quell'esperienza. Non si tratta solo di un numero maggiore. È un progetto più maturo.
I dati confermano questa tesi. Abbiamo superato le 300 miliardi di cifre su un singolo Dell PowerEdge R7725 2U con 40 SSD Micron 6550 Ion e due CPU AMD EPYC a 192 core, mantenendo il sistema online per 110 giorni consecutivi e senza mai dover riavviare il sistema dopo un guasto. Il throughput di storage è più che raddoppiato rispetto alla nostra piattaforma da 202T, eppure il server ha consumato in media circa 1,600 W e 4,305 kWh in totale. Ciò equivale a 13.70 kWh per trilione di cifre, una frazione dell'energia stimata utilizzata dal precedente cluster da 300T: meno nodi, meno complessità, meno energia, più lavoro svolto.
Ecco perché questo record è importante, al di là dei diritti di vanto: se un server commerciale 2U può sostenere un'esecuzione di Y-cruncher di queste dimensioni, con quel livello di affidabilità ed efficienza, gli stessi modelli di progettazione si applicano direttamente alla scienza di produzione. Modelli climatici a lungo termine, simulazioni fisiche, pipeline genomiche e processi di addestramento dell'intelligenza artificiale vivono o muoiono tutti sugli stessi fondamentali: I/O bilanciati, temperature prevedibili, firmware stabile e un'architettura in grado di rimanere in piedi per mesi. Questa piattaforma ha ora dimostrato di poter fare esattamente questo in condizioni che non lasciano spazio a errori.
Sì, StorageReview ha riconquistato la corona del pi greco con 314 trilioni di cifre. Ancora più importante, abbiamo fissato un nuovo standard per il significato di "buono" nell'elaborazione numerica su larga scala su hardware reale. Se qualcuno volesse battere il record, vorremmo vederlo battere tutto: più cifre, meno consumo, tempi di risposta più brevi e la stessa affidabilità senza tempi di inattività. Fino ad allora, questo è il punto di riferimento per l'efficienza.
Amazon