Hi-Tech новости 29 Июня 2011 года
Данная новость была прочитана 5387 раз

37-й Top 500. Новый лидер в рейтинге самых быстрых суперкомпьютеров мира - K-computer Fujitsu, производительность которого 8,161 Пфлопс

Логотип ISC (International Supercomputing Conference) 2011

В рамках Международной суперкомпьютерной конференции (International Supercomputing Conference – ISC’2011), прошедшей в Гамбурге в последней декаде июня, была представлена очередная редакция международного суперкомпьютерного рейтинга Top 500. Впервые в его истории производительность каждой системы первой десятки списка составляет не менее 1 Пфлопс. В первой пятерке всего один новичок, но речь идет о лидерском месте, на которое взошла японская система Fujitsu «K computer» из Научного института вычислительных технологий RIKEN, построенная на более чем полумиллионе ядер и продемонстрировавшая на тесте Linpack производительность на уровне 8,162 Пфлопс (при пиковой производительности 8,774 Пфлопс). Это соответствует примерно миллиону стандартных настольных ПК.

Лидер прошлого рейтинга, китайский суперкомпьютер Tianhe-1A с пиковой производительностью 2,57 Пфлопс, переместился на второе место. Система Jaguar, установленная в Окриджской национальной лаборатории США, опустилась со второй на третью позицию. На четвертом месте расположился еще один китайский суперкомпьютер, установленный в Национальном суперкомпьютерном центре в Шеньчжень. Пятое место заняла машина Токийского технологического института.

Название нового лидера Top 500 является сокращением от японского слова «кей», означающего «10 квадриллионов». Именно такое количество операций в секунду намереваются покорить инженеры компании Fujitsu, занимающиеся изготовлением компонентов для «K».

Лидер 37-го Top 500 "K computer"
Лидер 37-го Top 500  «K computer»

Из 68544 8-ядерных процессоров SPARC64 VIIIfx, разработанных Fujitsu, собрано 672 кластера, в будущем планируется увеличение вычислительных блоков до 800. Примечательно, что микропроцессор SPARC64 VIIIfx, известный под кодовым именем Venus, в августе 2009 года завоевал звание самого быстрого процессора в мире, обогнав самый производительный на тот момент процессор Intel Xeon 5500 на архитектуре Nehalem примерно в 2,5 раза.

Лидер 37-го Top 500 "K computer"

Несмотря на колоссальное потребление энергии (оплата счетов будет стоить около десяти миллионов долларов в год, этого хватит для питания 10 тысяч домов), «K» считается энергосберегающим суперкомпьютером. В частности, для отвода лишнего тепла используется система жидкостного охлаждения, более экономичная с точки зрения энергозатрат.

Представление "K computer" на стенде института RIKEN
Представление «K computer» на стенде института RIKEN

Новый лидер Top 500 обошелся инвесторам в 975 миллионов евро. Как ожидается, разработка японских специалистов будет использоваться для анализа климатических изменений на Земле.

Примечательно, что на протяжении последних нескольких лет сокращается число суперкомпьютеров США в первой пятерке рейтинга. Так, еще в ноябре 2008 года американские вычислительные системы занимали девять из десяти первых строчек Top 500. В 37-й редакции в первую десятку вошли лишь пять суперкомпьютеров из Штатов.

Но, несмотря на утрату первых позиций в рейтинге, США с большим отрывом от других стран остается лидером по числу суперкомпьютеров в Top 500. Так, в новом списке представлено 256 ее систем. Впрочем, этот показатель от рейтинга к рейтингу также сокращается. Так, в предыдущем списке на долю Штатов приходилось 275 суперкомпьютеров, а год назад – 282 системы.

На втором месте по числу суперкомпьютеров в Top 500 находится Китай, увеличивший число своих систем в списке с 41 в прошлом рейтинге до 62. За ними следуют Германия (30), Великобритания (27), Япония (26) и Франция (25). Российских суперкомпьютеров в рейтинге насчитывается 12. Стоит отметить, что это максимальное число систем, с которым страна когда-либо входила в рейтинг.

Самым мощным российским суперкомпьютером, попавшим в Top 500, снова стал кластер «Ломоносов» из МГУ им. М. В. Ломоносова. После недавно завершившейся модернизации система была разогнана до 1,373 Пфлопс и показала на Linpack производительность в 674 Тфлопс, однако ей опять не удалось войти в первую десятку рейтинга: «Ломоносов» расположился на 13-м месте.

Еще один российский суперкомпьютер с петафлопсным уровнем производительности, установленный в Саровском ядерном центре, в мировой рейтинг, как и ранее в российский Топ-50, вообще не вошел. Ранее источники в «Росатоме» сообщали CNews, что реальное быстродействие этой системы по Linpack составляет порядка 780 Тфлопс. Таким образом, если бы систему подали в рейтинг, то она бы попала в первую двадцатку и потеснила бы «Ломоносова» с 13-го места.

Лидером по числу систем, представленных в списке от России, является IBM. На ее долю приходится шесть вычислительных систем. Три суперкомпьютера поставили «Т-Платформы» и два – HP. Суперкомпьютер на платформе с водяным охлаждением «СКИФ-Аврора», установленный в ЮУрГУ, числится в Top 500 как «self-made».

По числу суперкомпьютеров во всем списке также лидирует IBM, являясь поставщиком 213 систем из 500. За ней следуют HP со 153 установками и Cray, поставившая 29 компьютеров. В качестве операционной системы производители традиционно предпочитают задействовать Linux (455 машин).

Top 25/500. Список 25 самых мощных компьютеров мира из Top500. 37-я редакция (июнь 2011 года).
Официальная страница Top500 находится по адресу
www.top500.org.

Колонки таблицы. В списке представлены следующие данные по каждому компьютеру:

  • Rank - порядковый номер в списке Top500
  • Site - организация, в которой установлен компьютер
  • Computer/Year Vendor - название (тип) компьютера, указанное поставщиком/год производитель
  • Cores - количество вычислительных ядер
  • Rmax - максимальная полученная производительность по LINPACK (TFlop/s)
  • Rpeak - теоретическая пиковая производительность (TFlop/s)

Rank Site Computer/Year Vendor Cores Rmax Rpeak
1 RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS)
Japan
K computer, SPARC64 VIIIfx 2.0GHz, Tofu interconnect
Fujitsu
548352 8162 8773.63
2 National Supercomputing Center in Tianjin
China
NUDT TH MPP, X5670 2.93Ghz 6C, NVIDIA GPU, FT-1000 8C
NUDT
186368 2566 4701
3 DOE/SC/Oak Ridge National Laboratory
United States
Cray XT5-HE Opteron 6-core 2.6 GHz
Cray Inc.
224162 1759 2331
4 National Supercomputing Centre in Shenzhen (NSCS)
China
Dawning TC3600 Blade, Intel X5650, NVidia Tesla C2050 GPU
Dawning
120640 1271 2984.3
5 GSIC Center, Tokyo Institute of Technology
Japan
HP ProLiant SL390s G7 Xeon 6C X5670, Nvidia GPU, Linux/Windows
NEC/HP
73278 1192 2287.63
6 DOE/NNSA/LANL/SNL
United States
Cray XE6 8-core 2.4 GHz
Cray Inc.
142272 1110 1365.81
7 NASA/Ames Research Center/NAS
United States
SGI Altix ICE 8200EX/8400EX, Xeon HT QC 3.0/Xeon 5570/5670 2.93 Ghz, Infiniband
SGI
111104 1088 1315.33
8 DOE/SC/LBNL/NERSC
United States
Cray XE6 12-core 2.1 GHz
Cray Inc.
153408 1054 1288.63
9 Commissariat a l'Energie Atomique (CEA)
France
Bull bullx super-node S6010/S6030
Bull SA
138368 1050 1254.55
10 DOE/NNSA/LANL
United States
BladeCenter QS22/LS21 Cluster, PowerXCell 8i 3.2 Ghz / Opteron DC 1.8 GHz, Voltaire Infiniband
IBM
122400 1042 1375.78
11 National Institute for Computational Sciences/University of Tennessee
United States
Cray XT5-HE Opteron Six Core 2.6 GHz
Cray Inc.
112800 919.1 1173
12 Forschungszentrum Juelich (FZJ)
Germany
Blue Gene/P Solution
IBM
294912 825.5 1002.7
13 Moscow State University - Research Computing Center
Russia
T-Platforms T-Blade2/1.1, Xeon X5570/X5670 2.93 GHz, Nvidia 2070 GPU, Infiniband QDR
T-Platforms
33072 674.11 1373.06
14 DOE/NNSA/LLNL
United States
eServer Blue Gene Solution
IBM
212992 478.2 596.38
15 DOE/SC/Argonne National Laboratory
United States
Blue Gene/P Solution
IBM
163840 458.61 557.06
16 Sandia National Laboratories / National Renewable Energy Laboratory
United States
Sun Blade x6275, Xeon X55xx 2.93 Ghz, Infiniband
Oracle
42440 433.5 497.4
17 Texas Advanced Computing Center/Univ. of Texas
United States
SunBlade x6420, Opteron QC 2.3 Ghz, Infiniband
Oracle
62976 433.2 579.38
18 DOE/NNSA/LLNL
United States
Blue Gene/P Solution
IBM
147456 415.7 501.35
19 Air Force Research Laboratory
United States
Cray XE6 8-core 2.4 GHz
Cray Inc.
42712 336.3 410.04
20 Korea Meteorological Administration
Korea, South
Cray XE6 12-core 2.1 GHz
Cray Inc.
45120 316.4 379.01
21 Korea Meteorological Administration
Korea, South
Cray XE6 12-core 2.1 GHz
Cray Inc.
45120 316.4 379.01
22 Universitaet Frankfurt
Germany
Supermicro Cluster, QC Opteron 2.1 GHz, ATI Radeon GPU, Infiniband
Clustervision/Supermicro
16368 299.3 508.5
23 Government
United States
Cray XE6 12-core 2.2 GHz
Cray Inc.
45504 295.5 400.44
24 University of Edinburgh
United Kingdom
Cray XE6 12-core 2.1 GHz
Cray Inc.
44376 279.64 372.76
25 Forschungszentrum Juelich (FZJ)
Germany
Sun Constellation, NovaScale R422-E2, Intel Xeon X5570, 2.93 GHz, Sun M9/Mellanox QDR Infiniband/Partec Parastation
Bull SA
26304 274.8 308.28

Сайт PCWEEK live попросил генерального директора компании «Т-Платформы» Всеволода Опанасенко прокомментировать общую картину новой редакции рейтинга. В его понимании, все развивается по спирали. В настоящий момент акценты существенно сместились в сторону Азии. Возглавляющий рейтинг институт RIKEN пошел своим путем, используя новый процессор SPARC и собственный интерконнект, что позволило «K computer» продемонстрировать не только высокую пиковую производительность, но и традиционную для векторных машин эффективность, близкую к 100%.

По мнению господина Опанасенко, Япония всегда была сильна в HPC. Последние лет восемь она о себе громко не заявляла, но все помнят ее машину начала века, которая первой шагнула с 10 Тфлопс на 40, и продержалась несколько редакций на первом месте Top 500. Директор компании «Т-Платформы» имел возможность ознакомиться с этой системой лично, и, по его уверению, данный суперкомпьютер по масштабам ассоциируется у него с трехэтажным футбольным стадионом, где на первом этаже размещалось оборудование питания и охлаждения, второй этаж был целиком отведен под интерконнект и лишь третий занимали стойки.

Технологии отечественного HPC-лидера “Т-Платформы” на ISC’2011
Технологии отечественного HPC-лидера «Т-Платформы» на ISC’2011

Впрочем, в первую очередь «азиатский тренд» в HPC связан с набирающим обороты Китаем, чье количество кластеров, входящих в Top 500, постоянно растет на протяжении последних нескольких лет. Всеволод Опанасенко признает, что многие считают машины Поднебесной имиджевыми и явно недозагруженными. Однако недавно ему довелось побывать в Шанхайском суперкомпьютерном центре и обсудить с его директором данную тематику. В результате сейчас Опанасенко склоняется к мысли, что в Китае выстроена достаточно правильная государственная политика, которая «насаждает» HPC в массы. 90% пользователей систем – из авто- и авиастроения (новый небезызвестный самолет обсчитывается как раз в Шанхайском суперкомпьютерном центре). Китайцы, по словам директора компании «Т-Платформы», считают, что аккуратно, как это принято на Востоке, «продавливая» HPC в индустрию, они в ближайшие пять-семь лет пожнут очень серьезные плоды, и именно с этим связан лавинообразный рост числа китайских инсталляций.

Несмотря на все вышесказанное, на основании имеющихся у него сведений о готовящихся проектах господин Опанасенко склоняется к мысли, что уже в следующем году США вернут себе мировое лидерство. По его мнению, эта страна слишком щепетильно относятся к критическим технологиям, уделяет им большое внимание и вкладывает колоссальные деньги в их развитие. На прошлом суперкомпьютерном форуме, который происходил в Луизиане, было объявлено, что две компании IBM и Cray получают грант 5,7 миллиарда долларов на разработку железа (только!) для прототипа экзафлопсной машины. Софт и моделирование будут оплачиваться отдельно. Разумеется, подобные мощности – это пока отдаленная перспектива, но то, что уже в самое ближайшее время мы узнаем об американских машинах на десятки петафлопс, Опанасенко не сомневается.

Ознакомиться с полной версией списка Top 500 суперкомпьютеров можно на сайте parallel.ru или на сайте Top 500.

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® по материалам сайтов PCWEEK live, Overclockers.ru, CNews Интеграция и Vesti.ru.