Továbbra is fölényesen vezeti a Fugaku a szuperszámítógépek élmezőnyét a TOP500-as lista legújabb kiadása szerint. Bár a tíz leggyorsabb rendszer erőviszonyai nem sokat változtak, új versenyző bukkant fel közöttük, és okozhat még meglepetéseket. Az ötödik helyen debütáló Perlmutter ugyanis egyedüliként a zöld szuperszámítógépek tízes élbolyába is bekerült, és arra a HPE Cray Shasta platformra épül, amelyen három készülő rendszer még idén átlépné a teljesítmény álomhatárát.
Nem a mennyiség, hanem a minőség számít. Bizonyítja ezt a világ szuperszámítógépeit feldolgozási teljesítményük alapján évente kétszer rangsoroló TOP500-as lista idei első kiadása is, amelyen a legjobb tíz közé csupán egyetlen új rendszer fért be, de a premier elsősorban nem emiatt izgalmas. A Perlmutter az amerikai energetikai minisztérium számítógépes kutatólaboratóriumában, a kaliforniai Berkeleyben épült a HPE Cray Shasta platformján, tisztán CPU-s, valamint GPU-kal gyorsított node-okat is tartalmazó, heterogén rendszer, amely 64,6 petaflops (másodpercenként 1015 lebegőpontos művelet) teljesítményével az ötödik helyen mutatkozott be. Egészen hihetetlen eredmény viszont, hogy a Perlmutter kimagasló feldolgozási teljesítményét olyan nagy - wattonként 25,55 gigaflops - energiahatékonysággal éri el, amellyel a zöld szuperszámítógépeket rangsoroló Green500-as listán is hatodik helyen jutott be az első tíz közé, a TOP500-as listát vezető öt leggyorsabb rendszer közül egyedüliként.
A HPE 2019-ben fejezte be a szuperszámítógépeiről ismert Cray felvásárlását, amelyért 1,4 milliárd dollárt fizetett, hogy a tranzakció útján bővítse nagy feldolgozási teljesítményt követelő alkalmazásokhoz - például mesterséges intelligenciához, tudományos kutatáshoz, szimulációk készítéséhez - szállított HPC megoldásainak palettáját. Még abban az évben az amerikai energetikai minisztérium bejelentette, hogy a Cray Shasta platformján építi fel az ország első három exascale, azaz exaflops (másodpercenként 1018 lebegőpontos művelet) teljesítményű szuperszámítógépét. Az Aurora és a Frontier a tervek szerint még idén működésbe lép, a 2 exaflops teljesítményt megcélzó El Capitan pedig 2023-ra készülhet el.
Feljövőben a felhőalapú szuperszámítógépek
Exascale szintű teljesítményt egyébként a csúcstartó Fugaku már tavaly júniusban produkált, amikor átvette a TOP500-as lista vezetését. Mintegy másfél exaflops teljesítményét azóta kettőre növelte - ezt azonban a gépi tanulás és a mesterséges intelligencia területén alkalmazott egyszeres vagy annál kisebb pontosságú lebegőpontos műveletek végrehajtásában éri el, ezért ennek mérésére bevezették az új HPL-AI teljesítménytesztet. A TOP500-as lista összeállításához is használt HPL (High Performance Linpack) teljesítményteszten a Fugaku eredménye 442 petaflops, megegyezik a tavaly novemberivel, és csak kicsit nagyobb az egy évvel ezelőtti mintegy 416 petaflopsnál. A japán RIKEN Számítógép-tudományi Központban működő szuperszámítógép a Fujitsu egyedi ARM A64FX processzoraira épül - amelyek együttesen 7,5 milliónál több processzormagot tartalmaznak -, és háromszor gyorsabb, mint a korábbi listavezető, a Summit.
A második helyet továbbra is biztosan tartó Summit 148,8 petaflops teljesítményével az Egyesült Államok leggyorsabb szuperszámítógépe. A rendszert, amelyet az IBM épített az Oak Ridge nemzeti laboratórium számára, 4356 node alkotja, mindegyikben két darab, egyenként 22 magos Power9 processzor működik hat darab - egyenként 80 streamelő multiprocesszoros - NVIDIA Tesla V100-as GPU társaságában, és a node-okat Mellanox EDR InfiniBand hálózat kapcsolja össze. Architektúráját tekintve nagyon hasonlít hozzá a világranglistán harmadik helyezett Sierra, amely 94,6 petaflops teljesítménnyel támogatja az amerikai Lawrence Livermore nemzeti laboratórium kutatómunkáját. Tőle pedig alig marad el a mostani listán legjobb helyezést elérő kínai szuperszámítógép, a távol-keleti ország nemzeti szuperszámítógépes központjában működő Sunway TaihuLight, amely 93 petaflops teljesítménnyel a negyedik helyen végzett.
Európából két szuperszámítógép küzdötte be magát az első tíz közé még tavaly novemberben, de mostanra mindkettő hátrébb csúszott egy-egy helyet a listán. Az élmezőny rangsorában most nyolcadik JUWELS Booster Module a német Forschungszentrum Jülich kutatóközpontban található, a BullSequana gépet az Atos építette. Az AMD EPYC processzorokat NVIDIA A100 GPU-kkal és Mellanox HDR InfiniBand hálózattal kombináló rendszer 44,1 petaflops teljesítményével változatlanul Európa leggyorsabbja. A világranglistán utána következő, 9. helyezett HPC5 pedig az olasz Eni gáz- és olajipari óriás megrendelésére készült. A Dell Technologies építette PowerEdge platformján, és ez a 35,5 petaflops teljesítményű rendszer is NVIDIA Tesla V100 grafikus processzorokat, valamint Mellanox HDR InfiniBand hálózati technológiát használ.
A TOP500-as lista készítői megjegyezték, hogy a tízes élmezőnyben szemmel láthatóan nőtt az AMD processzorokra épülő rendszerek száma, a már említettek mellett ezek a CPU-k hajtják a hatodik helyezett Selene szuperszámítógépet is. A világranglista fél évvel ezelőtti, 56. kiadásához képest viszont mostanra nagyot esett, 212-ről 186-ra csökkent a jegyzett kínai rendszerek száma. Bár egyelőre nincs rá magyarázat, a változás jelentős, ezért érdemes lesz figyelni a folytatást.
Ezzel együtt még mindig kínai szuperszámítógépek uralják a TOP500-as listát, legalábbis ami a darabszámot illeti. Az Egyesült Államok például 123 rendszerrel szerepel, de ez egyrészt növekedést mutat a fél évvel korábbi 113-hoz képest, másrészt az amerikai szuperszámítógépek 856,8 petaflops összteljesítménye majdnem kétszer akkora, mint a kínai gépek 445,3 petaflops kollektív teljesítménye.
További érdekesség, hogy a TOP500-as listán egyre előrébb jutnak a felhőalapú szuperszámítógépek. A 24. helyet megszerző Pioneer-EUS és a 27. helyezett Pioneer-WUS2 is a Microsoft Azure platformján fut, az Amazon EC2 Instance Cluster pedig jelenleg a világ 41. leggyorsabb gépe.
Green500 - az energiahatékonyság bajnokai
Bár a Green500-as lista szintén félévente frissített kiadásai előrehaladást mutatnak a szuperszámítógépek energiahatékonyságában, a nagy zöld technológiai áttörés még várat magára. Az energiával legjobban gazdálkodó rendszerek ugyanis jellemzően nem a leggyorsabbak közül kerülnek ki.
A zöld lista első helyezettje, a japán Preferred Networks MN-3-as rendszere visszaszerezte koronáját, miután tavaly novemberben az amerikai NVIDIA DGX SuperPOD letaszította trónjáról. Az Intel Xeon Platinum 8260M processzorokra és mátrixaritmetikára optimalizált MN-Core chipekre épülő rendszer energiahatékonysága wattonként 29,70 gigaflops, feldolgozási teljesítményével azonban a TOP500-as rangsor 337. helyén szerepel.
Szorosan követi wattonként 29,52 gigaflops energiahatékonyságával a Green500-as lista második helyezettje, a Floridai Egyetem hangulatos fantázianevű HiPerGator AI szuperszámítógépe. A zöld listán szereplő sok más géphez hasonlóan ez az NVIDIA által épített gép is AMD processzorokat - egészen pontosan AMD EPYC 7742 CPU-kat - használ, de sokkal több (138 880) processzormagot vonultat fel, így a TOP500-as listán is egészen elöl, huszonkettedikként szerepel. A zöldek bronzérmese az angliai Cambridge Egyetemen működik. A wattonként 28,14 gigaflops energiahatékonyságú Wilkes-3 rendszert a Dell EMC jegyzi. AMD EPYC processzorok kerültek ebbe a gépbe is, feldolgozási teljesítményével a TOP500-as listán a 101. helyen végzett.
Ugyancsak AMP EPYC processzorok hajtják a negyedik helyezett, luxemburgi MeluXina szuperszámítógépet és a már említett NVIDIA DGX SuperPOD rendszert, amely most a Green500-as lista ötödik pozícióját foglalja el. Mindkét gép energiahatékonysága valamivel nagyobb, mint 26 gigaflops/watt, míg a TOP500-asok rangsorában a 37., illetve a 216. helyen szerepelnek.
Jól megvilágítja ez, miért olyan nagy mutatvány a Perlmutter ötödik és hatodik helyezése a két listán. Hozzátartozik azonban a képhez, hogy a TOP500-as lista nyolcadik helyezettje, a JUWELS Booster Module wattonként 25,008 gigaflops energiahatékonyságával a zöld szuperszámítógépek tízes élmezőnyében is megszerezte a hetedik helyet.
Izgatottan várjuk ezek után a két ranglista következő, novemberi frissítését. Beüzemelik-e akkorra az Aurorát és a Frontiert - fordított sorrendben persze, mert az Auroránál az amerikai energetikai minisztérium tavaly már csúszást jelentett -, elérik-e végre a szuperszámítógépek az exascale teljesítményt? De mostanra hasonlóan nagy kérdés lett az is, hogy mekkora lesz az energiaétvágyuk.
