Nejvýkonnější superpočítače světa

Se skóre HPL 1,206 EFlop/s vede superpočítačový žebříček (stejně jako loni) Frontier v Oak Ridge National Laboratory (ORNL) v americkém Tennessee. Je založený na architektuře HPE Cray EX235, který využívá procesory AMD EPYC 64C 2GHz. Systém má celkem 8 699 904 kombinovaných jader CPU a GPU (kombinuje procesory AMD EPYC 3. generace optimalizované pro HPC a AI s akcelerátory AMD Instinct 250X). Pro přenos dat spoléhá na síť Slingshot-11 značky HPE a vykazuje i působivou energetickou účinnost. Tento systém je prvním v USA s výkonem přesahujícím jeden Exaflop/s – aktuálně dosáhl 1,194 Exaflop/s.
Na 2. místo se skóre HPL 1,012 EFlop/s (zlepšení oproti 585,34 PFlop/s z posledního seznamu) se umístil nedávno do provozu uvedený systém Aurora postavený firmou Intel v Argonne Leadership Computing Facility v americkém Illinois. Stal se druhým strojem, který oficiálně prolomil hranici exascale. Po dokončení by měl s maximálním výkonem 2 EFlop/s překonat dosud vedoucí Frontier. Je založen na HPE Cray EX – Intel Exascale Compute Blade, který využívá intelovské procesory Xeon CPU Max Series a akcelerátory Data Center GPU Max Series, komunikující prostřednictvím síťového propojení HPE Slingshot-11.
Třetí místo zaujímá Eagle, instalovaný v cloudu Microsoft Azure v USA. Jde o zatím nejvyšší umístění, kterého kdy cloudový systém dosáhl v TOP500. Tento systém Microsoft NDv5 je založen na procesorech Intel Xeon Platinum 8480C a akcelerátorech Nvidia H100, a dosáhl skóre HPL 561 Pflop/s.
Superpočítač Fugaku v RIKEN Center for Computational Science (R-CCS) v japonském Kobe, který do listopadu 2021 zaujímal první pozici a ještě před rokem byl druhý v celkovém pořadí, si tak udržel své současné místo č. 4, a stále zůstává se svým skóre HPL 442,01 PFlop/s nejvýše umístěným systémem mimo USA.
Na 5. místě figuruje nyní se skóre HPL 379,70 PFlop/s (opět) modernizovaný systém LUMI instalovaný v datovém centru ve finském Kajaani. Společný podnik European High-Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU) sdružuje evropské zdroje na vývoj špičkových superpočítačů Exascale pro zpracování velkých dat. Tento systém je největší v Evropě a zaznamenal několik vylepšení, díky nimž se drží na vrcholu seznamu globálních TOP 5 superpočítačů.

Druhé polovině TOP10 vévodí Evropa
Na 6. místě se do první desítky dostal jediný nový systém v TOP10 – Alps ze Švýcarského národního superpočítačového centra (CSCS). Tento systém HPE Cray EX s 1 305 600 jádry dosáhl skóre HPL 270 PFlop/s (špičkový výkon je uváděn až 353,75). Odsunul tak na další příčku dosavadního držitele této pozice, další evropský superpočítač v první desítce – Leonardo, instalovaný na jiném místě EuroHPC v CINECA v Itálii. Ten je aktuálně v přehledu nejvýkonnějších superpočítačů světa na sedmém místě. Systém Atos BullSequana XH2000 s Xeon Platinum 8358 32C 2,6 GHz jako hlavními procesory, NVIDIA A100 SXM4 40 GB jako akcelerátory, a Quad-rail NVIDIA DR100 Infiniband jako propojení, dosáhl výkonu 241,2 Pflop/s.
Světově 8. pozici zaujímá superpočítač MareNostrum 5 ACC v EuroHPC/Barcelona Supercomputing Center ve Španělsku. Systém BullSequana XH3000 s výkonem 175 Pflop/s (špičkový 250 Pflop/s) využívá procesory Xeon Platinum 8460Y s Nvidia H100 a Infiniband NDR200.
Na 9. místě mezi elitou superpočítačové ligy je Summit vytvořený IBM v Oak Ridge National Laboratory (ORNL) v Tennessee s výkonem 148,8 Pflop/s. Má 4356 uzlů propojených sítí Mellanox dual-rail EDR InfiniBand, z nichž každý obsahuje dva CPU Power9 s 22 jádry a šest GPU Nvidia Tesla V100, každý s 80 streamovacími multiprocesory (SM).
A konečně první desítku uzavírá nový systém Eos v americkém datacentru společnosti Nvidia, založený na Nvidia DGX H100 s procesory Xeon Platinum 8480C, Nvidia H100 akcelerátory a Infiniband NDR400, který dosahuje 121,4 Pflop/s. Eos, pojmenovaný po řecké bohyni, která každý den otevírá brány úsvitu, byl odhalen v listopadu loňského roku na veletrhu Supercomputing 2023 a jeho architektura je optimalizována pro AI. Odsunul tak z této pozice předchozího držitele 10. místa, superpočítač Sierra v kalifornské Lawrence Livermore National Laboratory, s výkonem 94,6 Pflop/s.

Nejen souboj parametrů
Přehled TOP500 ukazuje, že preferovanou volbou pro systémy HPC jsou procesory Intel, AMD a IBM. Pět systémů (tj. polovina) z TOP10 používá procesory Intel Xeon (Aurora, Eagle, Leonardo, MareNostrum 5 ACC a EOS Nvidia DGX SuperPod), dva pak procesory AMD (Frontier a LUMI) a dva procesory IBM (Summit a Sierra).
Pokud jde o preferovaný operační systém, asi nepřekvapí, že na rozdíl od běžných počítačových konfigurací prakticky na všech hlavních superpočítačích v seznamu TOP500 dominuje Linux nebo některá z verzí klonů tohoto operačního systému.
Většinu zástupců v seznamu TOP500 mají Čína a USA – Spojené státy zvýšily svůj náskok ze 150 strojů na předchozím seznamu na 161, zatímco Čína klesla ze 134 na 104. Pokud jde o celé kontinenty, Severní Amerika se zlepšila ze 160 strojů na předchozím seznamu na 171 na tomto, Asie klesla ze 192 strojů na 169 a Evropa si polepšila o 10 systémů (ze 133 na 143).
Pro zajímavost: ČR je se třemi provozovanými superpočítači s celkovým počtem 360192 jader (což představuje podíl 0,6 % na globálním výpočetním výkonu) na 23. místě ve světovém přehledu, s max. výkonem necelých 18 (17,991) TFlops a špičkovým 21,785 TFlops.

Nestačíte-li s výkonem, vsaďte na ekologii
Svébytnou kapitolu představuje žebříček „nejekologičtějších“ superpočítačů GREEN500. Ten vede na 1. místě Henri z Flatiron Institute v New Yorku, který dosáhl hodnocení energetické účinnosti 65,40 GFlops/W při dosažení HPL skóre 2,88 PFlop/s. Henri je Lenovo ThinkSystem SR670 s Intel Xeon Platinum a NVIDIA H100, má celkem 8288 jader a v žebříčku TOP500 figuruje na 293. místě.
Druhou pozici si s hodnocením energetické účinnosti 62,68 GFlops/W a HPL skóre 19,2 PFlop/s vydobyl systém Frontier Test & Development (TDS) v ORNL v Tennessee, což je v podstatě jen jeden rack identický se skutečným systémem Frontier na prvním místě v TOP500, využívající celkem 120 832 jader.
Místo č. 3 obsadil systém Adastra v GENCI-CINES ve Francii. Má celkem 319 072 jader a dosáhl hodnocení energetické účinnosti 58,02 GFlops/W a skóre HPL 46,1 PFlop/s.
Nicméně i skutečný systém Frontier si však zaslouží uznání za energetickou účinnost. Navzdory více než zdvojnásobení skóre HPL systému Aurora (na 2. místě v žebříčku TOP500) obsadil Frontier s energetickou účinností 52,59 GFlops/W v GREEN500 celkově 8. místo. Vzhledem k tomu, že tento systém byl prvním strojem, který dosáhl exascale, je Frontier i důkazem, že k dosažení působivého hodnocení energetické účinnosti není třeba obětovat výkon.

Kamil Pittner
Foto: ETH Zurich, Nvidia, Techopedia

Publikováno: 25. 9. 2024 | Počet zobrazení: 71 3