На прошедшей в июне в немецком Лейпциге международной суперкомпьютерной выставке-конференции ISC’2013 традиционно была объявлена очередная, 41-я по счету, редакция рейтинга мощнейших вычислителей планеты Top 500. На первом месте с огромным отрывом от ближайших конкурентов обосновалась китайская система “Млечный путь 2”. Она стала первой за последние 16 лет машиной, созданной полностью на базе микропроцессорных технологий Intel и занявшей верхнюю строчку рейтинга.

Триумфаторы

Система “Млечный путь 2” (Tianhe-2) стала вторым подобным успехом Китая за последние годы — в ноябре 2010 г. на вершине мирового “топа” уже оказывалась машина “Млечный путь 1”. Новая разработка Поднебесной, сконструированная, как утверждается, на два года раньше изначально запланированного срока, родилась в недрах Китайского национального университета оборонных технологий и к концу текущего года будет развернута в Национальном суперкомпьютерном центре в Гуанчжоу. “Милитаристская” подоплека создания системы в кооперации с ведущим американским производителем электронной компонентной базы закономерно вызвала к проекту ряд вопросов. С одной стороны, знаменитая поправка Джексона —-Вэника к Закону о торговле США, ограничивающая торговые отношения со странами, препятствующими эмиграции и нарушающими права человека (по поводу Китая на данный счет иллюзий ни у кого нет), была официально отменена конгрессом 21 ноября 2012 г. Однако это не мешает американскому Бюро промышленности и безопасности, подведомственному Министерству торговли США, ограничивать отношения страны с сомнительными партнерами за счет “Списка организаций и лиц, действующих вопреки национальной безопасности и внешнеполитическим интересам США”.

Как известно, именно в этот черный список в марте текущего года угодила российская компания “Т-Платформы” (и два ее филиала в Германии и на Тайване), что автоматически делает невозможными какие-либо ее взаимоотношения с Intel — со всеми вытекающими из этого печальными последствиями. В отличие от “Т-Платформ” китайский университет оборонных технологий, как мы видим, ни под какие ограничения не попал. По всей видимости, принимающие решения чиновники удовлетворились заверениями китайской стороны о том, что “Млечный путь 2” станет использоваться исключительно в мирных целях.

Так или иначе, мощнейший на сегодня вычислитель планеты включает 32 тыс. новейших 12-ядерных процессоров Intel Xeon E5-2600 v2 с архитектурой Ivy Bridge и 48 тыс. сопроцессоров Intel Xeon Phi суммарной мощностью 17,8 МВт. В общей сложности в нем задействовано 3,12 млн. вычислительных ядер, и он имеет пиковую производительность 54,9 Пфлопс, что более чем в два раза превышает производительность лидера предыдущей редакции Top 500, опубликованной в ноябре 2012 г. (Производительность на стандартном тесте Linpack составляет 33,9 Пфлопс.)

Как отмечают в Intel, данная система является не только самой быстрой, но и одной из наиболее энергоэффективных в мире. В ней использована так называемая неогетерогенная архитектура, благодаря которой аппаратные средства имеют несколько уровней вычислительных возможностей. Доступ к ним осуществляется при помощи общей модели, повышающей эффективность разработки и оптимизации, что, по утверждению Intel, было невозможным при использовании сочетания ЦП и графических ускорителей.

Отмечается, что новые процессоры помимо “Млечного пути 2” используются и в двух других суперкомпьютерах из списка Top 500: с производительностью 557 Тфлопс (54-е место) и 139 Тфлопс (329-е место), созданных в рамках программы “ранней отгрузки” Intel (до официального анонса) для партнеров-разработчиков. Они будут иметь до 12 ядер с тактовой частотой до 2,7 ГГц, обеспечивая производительность 259 Гфлопс на разъем, что на 56% превосходит показатели предыдущего поколения технологий компании.

Справедливости ради нужно отметить, что своим успехом лидер обязан отнюдь не только компании Intel. По словам одного из основателей и кураторов Top 500, профессора Университета Теннеси Джека Донгарры, ознакомившегося с системой в мае текущего года, многие ее технологические особенности являются собственными китайскими наработками. У “Млечного пути 2” преимущественно отечественное ПО, а также интерконнект, фронтальные процессоры и операционная система.

По оценкам специалистов российской группы компаний РСК, Китай закрепился в лидерах достаточно надолго. По крайней мере в следующей редакции Top 500, которая будет объявлена в ноябре, кластер из Поднебесной почти наверняка останется на первой строчке. И хотя ни для кого не секрет, что США очень болезненно относятся к посягательствам на свое доминирование на суперкомпьютерном рынке, в данном случае вопрос престижа может обойтись слишком дорого — в буквальном смысле этого слова. Как отмечает исполнительный директор группы РСК Алексей Шмелев, в китайском проекте речь идет не просто о больших, а о по-настоящему огромных деньгах. Чтобы правительство США выделило сопоставимую по объемам сумму, потребуются очень серьезные обоснования целесообразности проекта. По уверению г-на Шмелева, построить систему — это одно, а суметь ее эффективно использовать — совсем другое.

Статистика рейтинга

Лидер прошлого Top 500 — система Titan Cray XK7 из национальной лаборатории Оук-Ридж Министерства энергетики США — теперь занимает вторую строчку в списке с пиковой производительностью 27,1 Пфлопс и производительностью по Linpack 17,6 Пфлопс. По ряду параметров Titan можно считать самым ярким антиподом “Млечного пути 2” — в нем использованы 16-ядерные процессоры AMD Opteron 6274 в сочетании с графическими ускорителями Nvidia Tesla K20x (архитектура Kepler). Это одна из самых энергоэффективных машин в списке; в общей сложности она потребляет 8,21 МВт (вычислительная плотность — 2,143 Гфлопс/Вт).

Система IBM BlueGene/Q Sequoia из Ливерморской национальной лаборатории Министерства энергетики США также потеряла одну позицию и теперь располагается на третьем месте рейтинга с показателями пиковой и Linpack-производительности 20,1 и 17,2 Пфлопс соответственно. На четвертом месте машина “K компьютер”, созданная в 2011 г. институтом RIKEN и компанией Fujitsu в рамках инициативы японского министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий. Производительность — 11,3 и 10,5 Пфлопс соответственно. Замыкает пятерку лидеров еще одна система BlueGene/Q Mira, установленная в Аргоннской национальной лаборатории в США. Производительность — 10,1 и 8,6 Пфлопс соответственно.

В целом, как отмечают кураторы рейтинга, в мире на сегодня существует уже 26 кластеров с производительностью, превышающей петафлопс (впервые этот рубеж был преодолен компанией IBM в первой половине 2008 г.). Полгода назад таковых было только 23.

Количество гибридных систем за последние полгода сократилось с 62 до 54. Из них сегодня 39 используют чипы Nvidia, 3 — ATI Radeon, 11 — Intel Xeon Phi.

87% передовых компьютеров планеты построены на процессорах с шестью и более ядрами, 67% — с восемью и более.

Intel традиционно лидирует по числу систем, использующих ее процессоры, — 80,4% в списке. США остаются главным потребителем высокопроизводительных вычислений; на их территории базируется 252 установки из Top 500 (250 в прошлой редакции). В Европе развернуто 112 кластеров (105 полгода назад), из них 29 в Великобритании, 23 во Франции и 19 в Германии. В Азиатском регионе сейчас находится 119 систем (123 в прошлой редакции), из них 66 в Китае (второй потребитель HPC в мире) и 30 в Японии.

Кураторы рейтинга отмечают его закономерное взросление. “Входной билет” в Top 500 вырос с 76,5 до 96,6 Тфлопс. В результате последнюю строку в текущей редакции списка занимает машина, которая всего шесть месяцев назад находилась на 322-м месте.

Суммарная производительность пятисот суперкомпьютеров рейтинга выросла до 223 Пфлопс против 162 Пфлопс полгода назад и 123 Пфлопс в прошлом году.

Наши в Top 500

С территории России в новую редакцию попало 8 систем (как и 6 месяцев назад). Новичок среди них всего один — суперкомпьютер “Уран” из Института математики и механики Уральского отделения РАН. По информации из открытых источников, в его создании принимала участие российская компания “Открытые технологии”, однако кураторы рейтинга, по-видимому, посчитали ее вклад недостаточным — система записана в Top 500 за Hewlett-Packard. “Уран” неоднократно модернизировался; сейчас его пиковая и Linpack-производительность находятся на уровне 228 и 105 Тфлопс соответственно, что позволило ему занять 428-е место в мировом рейтинге и 6-е среди “российских” систем.

Лидером отечественного суперкомпьютинга остается кластер компании “Т-Платформы” “Ломоносов” из МГУ, занимающий 31 строчку Top 500 с показателями 1700 и 902 Тфлопс соответственно.

На 72-м месте система MVS-10P производства группы РСК из Межведомственного суперкомпьютерного центра (МСЦ) РАН с показателями 524 и 376 Тфлопс. На 217-м установка Hewlett-Packard с неназванным местом прописки — 317 и 161 Тфлопс. На 249-м вычислитель РСК — “Торнадо” из Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) с показателями 237 и 147 Тфлопс. На 355-м еще одна система из МСЦ РАН MVS-100K, произведенная Hewlett-Packard, — 228 и 120 Тфлопс. На 464-м установка опять-таки Hewlett-Packard в Курчатовском институте — 124 и 101 Тфлопс. И наконец, на 471-м месте находится вторая система ЮУрГУ “СКИФ Аврора” группы РСК с показателями 117 и 100 Тфлопс.

Нетрудно заметить, что если динамика роста “цены входного билета” в Top 500 сохранится, то через полгода половина из базирующихся на территории России вычислителей в рейтинг уже не попадут. Для сохранения и без того невысокого на фоне развитых стран вычислительного потенциала стране нужны новые установки, а значит, новые крупные заказчики.

Версия для печати (без изображений)