Včera správa, že čínsky superpočítač Tianhe-2 je teraz najrýchlejší na svete, nie je až tak šokujúca. Koniec koncov, staršia verzia bola na vrchole superpočítačového zoznamu už v roku 2010.
Oveľa prekvapivejšie je architektúra Tianhe-2 (známa tiež ako Milky Way-2). Je založená na novej architektúre Intel Xeon Phi, ktorá kombinuje veľké množstvo jadier x86 do jedného čipu; superpočítač potom tieto čipy kombinuje do jedinej architektúry. Neočakávalo sa, že tento systém bude nasadený ďalších pár rokov, takže som bol prekvapený, keď som na začiatok zoznamu umiestnil systém založený na Xeon Phi. To, čo ma tu najviac fascinuje, je konkurencia so systémami založenými hlavne na výpočte GPU. Systém založený na jadrách CUDA GPU od spoločnosti Nvidia, ktorý naposledy obsadil zoznam, je teraz na druhom mieste.
Zoznam najrýchlejších počítačov na svete Top500 sa zvyčajne objavuje dvakrát ročne: raz v spojení s Medzinárodnou superpočítačovou konferenciou (ISC), ktorá sa deje teraz v Nemecku, a opäť na jeseň na Superpočítačovej konferencii (SC 13).
Tianhe-2 so sídlom v Čínskej národnej univerzite obranných technológií vykazuje trvalý výkon viac ako 33, 8 petaflop (viac ako 17 500 biliónov operácií s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu) a špičkový výkon 54, 9 petaflop za referenčnú hodnotu LINPACK. Vďaka tomu je to asi dvakrát rýchlejšie ako predchádzajúci líder, systém Titan založený na Národnom laboratóriu Oak Ridge amerického ministerstva energetiky (ORNL). Tianhe-2 má 16 000 uzlov, z ktorých každý má dva procesory Intel Xeon E5-2692 (12jadrové procesory využívajúce Ivy Bridge) a tri procesory Xeon Phi s celkovým počtom 3 120 000 výpočtových jadier. Jadrá Xeon sú založené na pripravovanej 12-jadrovej verzii rodiny Xeon # 5-2600, založenej na 22nm architektúre Ivy Bridge. Celkový systém čerpá 17, 8 MW, čo je najväčší zo všetkých najlepších systémov na zozname 500 najlepších, ale pretože čísla výkonu sú také vysoké, stále sa považujú za relatívne energeticky efektívne. Zoznam najúčinnejších superpočítačov, Green500, sa má čoskoro objaviť.
Systém Titan spoločnosti ORNL, ktorý sa umiestnil na vrchole predchádzajúceho zoznamu, je teraz na druhom mieste. Je založená na systéme Cray XK7 s 18 688 uzlami, z ktorých každý obsahuje 16jadrový procesor AMD Opteron 6274 a urýchľovač grafickej jednotky Nvidia Tesla K20x (GPU). Tento systém ukazuje trvalý výkon 17, 5 petaflop (viac ako 17 500 biliónov operácií s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu) a špičkový výkon viac ako 27 petaflop za referenčnú hodnotu LINPACK. Systém Sequoia v Národnom laboratóriu Lawrence Livermore, ktorý bol založený na systéme BlueGene / Q od IBM a jeho výkonových procesoroch, sa pred rokom dostal na druhé miesto v zozname Top500, ale posunul sa na tretie miesto. Štvrté miesto zostáva „K počítačom“ v japonskom RIKEN Advanced Institute for Computational Science založenom na procesoroch Fujitsu SPARC64.
Štyri najvyššie systémy ukazujú štyri veľmi odlišné architektúry. Tradičné systémy s veľkým obsahom železa, napríklad systémy založené na architektúre IBM BlueGene (Power) a SPARC od spoločnosti Fujitsu, sú stále v prevádzke, ale najväčšia pozornosť sa bude venovať novej architektúre Xeon Phi spoločnosti Intel a architektúre CUDA spoločnosti Nvidia. Medzitým stále existujú príbehy, že Čína pracuje na vytvorení vlastného procesora pre superpočítač.
Podrobnejšie povedané, Nvidia včera oznámila, že vedci na Stanfordskej univerzite používajú GPU na vytvorenie najväčšej umelej neurónovej siete na svete, ktorá je navrhnutá na modelovanie toho, ako sa ľudský mozog učí. Tiež odhalil, že jeho súbor nástrojov CUDA bude teraz podporovať platformy založené na ARM.
V rámci superpočítačovej konferencie spoločnosť Intel predstavila aj nové verzie svojej rodiny koprocesorov Xeon Phi, vrátane 7100 s 61 jadier taktovanými na 1, 23 GHz, 16 GB podpory kapacity pamäte a viac ako 1, 2 TFlops s dvojnásobným presným výkonom; rodina Xeon Phi 3100 s 57 jadrami taktovanými na 1, 1 GHz a 1TFlops s dvojnásobným výkonom; a nový 5100D, navrhnutý tak, aby sa zásuvky mohli pripájať k mini-doske pre použitie vo formátoch lopatiek. Intel hovorí, že budúca generácia, známa ako „Knights Landing“ a založená na nadchádzajúcej technologickej technológii 14nm, bude fungovať nielen ako koprocesor, ale aj ako primárny procesor, čím sa odstráni zložitosť presunu údajov do rôznych oblastí pamäte. Tým sa integruje pamäť na balíku, aby sa urýchlil výkon.
Intel označuje kombináciu tradičných procesorov Xeon a Xeon Phi za „neheterogénnu architektúru“. Hardvérová architektúra má niekoľko tried výpočtových schopností, ku ktorým má prístup spoločný programovací model. Spoločnosť zdôrazňuje, že keďže je to všetko x86, ktoré by mohlo zefektívniť vývoj a optimalizáciu spôsobmi, ktoré by boli ťažšie pri použití kombinácie CPU a urýchľovačov GPU. Nvidia a ostatné spoločnosti presadzujúce výpočet GPU by s týmto posúdením nesúhlasili.
Intel tiež hovoril o používaní vysokovýkonných výpočtov nielen pre tradičné použitia, ako je vládny a vojenský výskum a špičkové komerčné aplikácie, ako je simulácia ropy a plynu, ale aj pre aplikácie, ako sú veľké dáta. Cieľom je, aby sa superpočítač stal bežnejším prúdom.
Úplný zoznam superpočítačov Top500 nájdete tu.
