Суперкомпьютерный рейтинг TOP500: новые лидеры

9 декабрь, 2004 - 00:00Алексей Гвозденко
Главной новостью, связанной с TOP500, вне всякого сомнения, стала смена обладателя первого места, хотя она и прогнозировалась еще полгода назад, после опубликования предыдущей версии рейтинга. И тем не менее, это событие, хотя бы потому, что предыдущий лидер -- созданный компанией NEC еще в 2002 г. вычислительный комплекс Earth Simulator с зафиксированным максимальным быстродействием 35,86 TFLOPS -- безраздельно властвовал на вершине TOP500 свыше двух лет. А здесь в течение полутора месяцев перед обнародованием очередного варианта TOP500 смена лидера происходила трижды (!).

Сначала Earth Simulator был превзойден по производительности рабочим прототипом суперкомпьютера BlueGene/L, который строится IBM для Национальной ливерморской лаборатории, -- он показал результат 36,01 TFLOPS. Данное устройство состояло из восьми вычислительных модулей, содержащих в общей сложности 16 250 процессоров. BlueGene/L создается в рамках национальной программы Stockpile Stewardship Program и предназначен для решения задач химии, физики и материаловедения.

Сравнение BlueGene/L (снизу) и Earth Simulator позволяет наглядно увидеть, как далеко шагнули вычислительные технологии за 2,5 года

Прошел всего месяц, и Национальное агентство США по аэронавтике и исследованиям космического пространства (NASA) и компания SGI представили суперкомпьютерный кластер Columbia, состоящий из двадцати 512 процессорных систем SGI Altix 512 (т. е. использующий в общей сложности 10 240 1,5 гигагерцевых чипов Intel Itanium 2) -- его максимальное быстродействие составило 42,7 TFLOPS.

Предполагается, что Columbia будет применяться NASA в разнообразных исследовательских проектах, а также для моделирования космических запусков, что должно способствовать повышению их безопасности.

Однако эта система продержалась в лидерах немногим более недели. Буквально накануне Supercomputer Conference Министерство энергетики Соединенных Штатов распространило информацию о том, что "первая очередь" вычислительной системы BlueGene/L продемонстрировала производительность 70,72 TFLOPS. Речь в данном случае идет о решении, которое по своим возможностям соответствует одной четвертой окончательной версии BlueGene/L (в нем применяется 32 768 процессоров PowerPC 440 700 MHz). Ожидается, что когда работа над данным суперкомпьютером будет завершена, его быстродействие достигнет приблизительно 360 TFLOPS.

Columbia пробыл мировым лидером среди суперкомпьютеров чуть больше недели

На фоне описанных перипетий вне поля зрения специалистов оказался еще один примечательный факт -- четвертое место, расположившись сразу за Earth Simulator, заняло решение, построенное в Европе, а конкретно -- в Барселонском суперкомпьютерном центре. Это кластер MareNostrum, состоящий из сверхтонких двухпроцессорных серверов eServer BladeCenter JS20, в которых применяются чипы PowerPC 970 2,2 GHz. Пока работа над ним тоже не окончена: на текущий момент в нем насчитывается 3564 процессора, а быстродействие его составляет 20,53 TFLOPS. Финальный же вариант MareNostrum будет использовать 4536 чипов (запуск его в эксплуатацию намечен на январь). Являющийся уже сейчас самым производительным в Старом Свете вычислительный комплекс будет доступен испанским и некоторым зарубежным исследовательским организациям для решения различных научных задач.

Ну а завершает первую пятерку серебряный призер предыдущего рейтинга TOP500 -- кластер Thunder, построенный из систем на базе процессоров Intel Itanium 2 1,4 GHz и установленный, опять же, в Национальной ливерморской лаборатории (его производительность оценивается в 19,94 TFLOPS).

Что касается общих тенденций, то тут, как несложно догадаться, наблюдается повышение критериев попадания в первую десятку, сотню, сам рейтинг. Так, "уровень допуска" в TOP10 приближается к 10 TFLOPS -- лишь один суперкомпьютер из десяти лидирующих обладает меньшим быстродействием (построенный Dell кластер Tungsten на основе серверов PowerEdge 1750 с процессорами Intel Xeon 3,06 GHz, который имеет производительность 9,819 TFLOPS). Порог для вхождения в ведущую сотню за полгода вырос с 1,922 до 2,026 TFLOPS, а в сам TOP500 -- с 624,3 до 850,6 GFLOPS. Кроме того, общее быстродействие всех решений, входящих в TOP500, впервые превзошло 1 PFLOPS (достигнув 1,127 PFLOPS).

MareNostrum -- самая мощная вычислительная система в Европе

Продолжается также увеличение доли суперкомпьютеров на базе процессоров Intel -- их теперь насчитывается 320 (по сравнению с 287 в предыдущей версии рейтинга). На втором месте со значительным отставанием по данному показателю идет IBM -- 54, затем HewlettPackard -- 48 и после нее AMD -- 31. Ну и здесь же отметим, что 296 систем из нынешнего TOP500 классифицируются как кластеры.

Подавляющее большинство решений TOP500 построено двумя компаниями -- IBM и Hewlett-Packard. Абсолютным лидером является Голубой Гигант, на которого приходится 43,2% систем и 49,4% совокупной вычислительной мощи суперкомпьютеров, принимающих участие в рейтинге.

Что касается географического распределения, то 283 суперкомпьютера из TOP500 находятся в Америке (из них в США -- 267), 128 -- в Европе, в Азии -- 79 (в том числе в Японии -- 30, причем эксперты отмечают продолжающийся рост числа азиатских суперкомпьютеров, используемых за пределами Страны восходящего солнца), в Океании -- 7 и в Африке -- 3. Ну и упомянем еще, что одним представителем в TOP500 располагает Россия -- это MVS-5000BM, 336 процессорный кластер из сверхтонких серверов eServer BladeCenter JS20 c производительностью 1,401 TFLOPS, занявший 210-е место.