Най-бързият суперкомпютър в света сега в Китай

Вчерашната новина, че китайският суперкомпютър Tianhe-2 сега е най-бързият в света, не е чак толкова шокираща. В края на краищата по-ранна версия беше на върха на списъка на суперкомпютрите през 2010 г.

Това, което е малко по-изненадващо е архитектурата зад Tianhe-2 (известна още като Млечен път-2). Тя се базира на новата Xeon Phi архитектура на Intel, която комбинира голям брой x86 ядра в един чип; суперкомпютърът след това комбинира тези чипове в една архитектура. Тази система не се очакваше да бъде внедрена още няколко години, така че бях изненадан, когато видях базирана на Xeon Phi система, която оглави списъка. Това, което намирам най-завладяващо тук, е конкуренцията със системи, базирани най-вече на GPU изчисления. Всъщност система, базирана на ядрата на графичните процесори на Nvidia, която оглави списъка миналия път, сега е на второ място.

Списъкът Top500 на най-бързите компютри в света обикновено излиза два пъти годишно: веднъж във връзка с Международната конференция за суперкомпютри (ISC), която се случва сега в Германия, и отново на конференцията за суперкомпютри (SC 13) през есента.

Tianhe-2, който е базиран в Националния университет по отбранителни технологии в Чанша, Китай, показва устойчиво представяне на повече от 33, 8 петафлопа (повече от 17 500 трилиона операции с плаваща запетая в секунда) и максимална ефективност от 54, 9 петафлопс по показателя LINPACK. Това го прави около два пъти по-бърз от предишния лидер, системата „Титан“, базирана в Националната лаборатория „Oak Ridge“ (ORNL) на Министерството на енергетиката на САЩ. Tianhe-2 има 16 000 възли, всеки от които с два процесора Intel Xeon E5-2692 (12-ядрени процесори, използващи Ivy Bridge) и три Xeon Phi процесори за общо 3, 120 000 изчислителни ядра. Ядрата на Xeon са базирани на предстояща 12-ядрена версия на фамилията Xeon # 5-2600, базирана на архитектурата на 22nm Ivy Bridge. Общата система черпи 17, 8 MW, което е най-голямата част от всяка топ система в списъка на топ 500, но тъй като номерата на производителността са толкова високи, тя все още се счита за относително енергоефективна. Юнският списък на най-ефективните суперкомпютри - Green500, ще излезе скоро.

Системата Titan на ORNL, която оглави предишния списък, вече е на второ място. Това се базира на система Cray XK7 с 18 688 възли, всеки от които съдържа 16-ядрен AMD Opteron 6274 и ускорител за графичен процесор (GPU) на Nvidia Tesla K20x. Тази система показва устойчиво представяне от 17, 5 петафлопа (повече от 17 500 трилиона операции с плаваща запетая в секунда) и пикова ефективност от над 27 петафлопа по показателя LINPACK. Системата Sequoia в Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор, базирана на BlueGene / Q системата на IBM и нейните Power CPU, влезе на второ място в списъка на Top500 преди година, но се плъзна на трето място. Системата за четвърто място остава "K компютър" в Японския разширен институт за компютърни науки RIKEN, базиран на процесорите Fujitsu SPARC64.

Четирите най-добри системи показват четири много различни архитектури. Традиционните големи железни системи, като тези, базирани на архитектурата BlueGene (Power) на IBM и SPARC на Fujitsu, все още продължават да работят, но най-много внимание се обръща на новата Xeon Phi архитектура на Intel и CUDA архитектурата на Nvidia. Междувременно продължават да съществуват истории, че Китай работи за създаването на собствен процесор за суперкомпютри.

По-подробно, Nvidia обяви вчера, че изследователи от университета в Станфорд използват графични процесори, за да създадат най-голямата в света изкуствена невронна мрежа, създадена да моделира как се научава човешкият мозък. Той разкри също, че неговият инструментариум CUDA вече ще поддържа платформи, базирани на ARM.

Като част от конференцията за суперкомпютри, Intel представи и нови версии на своето семейство копроцесори Xeon Phi, включително 7100 с 61 ядра с тактова честота 1.23GHz, поддръжка на 16 GB капацитет на паметта и над 1.2TFlops с двойно прецизна производителност; фамилията Xeon Phi 3100 с 57 ядра с тактова честота на 1, 1 GHz и 1TFlops с двойна точност; и нов 5100D, проектиран така, че гнездата да могат да се прикрепят към мини-платка за използване при фактори на острието. Intel казва, че следващото поколение, известно като "Knights Landing" и базирано на предстоящата 14 nm технологична технология, ще работи не само като копроцесор, но и като основен процесор, като по този начин премахва сложността на преместването на данни в различни пулове на паметта. Това ще интегрира вградената памет за ускоряване на работата.

Intel нарича комбинацията от традиционните процесори Xeon и Xeon Phi „нео-хетерогенна архитектура“. Хардуерната архитектура има множество класове изчислителни възможности, до които се осъществява достъп чрез общ модел на програмиране. Компанията подчертава, че тъй като всичко x86 би могло да оптимизира развитието и оптимизирането по начини, които биха били по-трудни при използване на комбинация от процесори и графични процесори. Nvidia и другите компании, които настояват за изчисляване на GPU, не биха се съгласили с тази оценка.

Intel също така говори за използването на високоефективни изчисления не само за традиционните приложения като правителствени и военни изследвания и висококачествени търговски приложения като симулация на нефт и газ, но и за приложения като големи данни. Целта е да се направи суперкомпютрите по-мейнстрийм.

Вижте пълния списък за суперкомпютри Top500 тук.