Top 500: 80 helyet csúsztunk hátra
Újra megvédte címét a Tianhe-2, a kínai szuperszámítógép továbbra is vezeti a Top 500-as listát. A friss kiadás néhány órája nyilvános, eszerint meglepően csendes a terület, a legjobb tíz gép listáján csupán egyetlen új szereplő jelent meg.
Nincs meglepetés a friss Top 500-as lista élén, a kínai Tianhe-2 (Tejút-2) szuperszámítógép elsőségét most sem tudta kikezdeni más szereplő. Az Intel Xeon-Intel Phi kombinációra épülő, 3,12 millió CPU-magot és 2,73 millió gyorsítót futtató monstrum 33,86 petaflops (Rmax) teljesítménnyel vezet. Az üldöző a Titan, az amerikai Energiaügyi Minisztérium Cray XK7-es számítógépe alig fele ekkora teljesítményt produkál (AMD+Nvidia alapokon), 17,59 petaflops mutatóval. Cserébe az amerikaiak gépe rendelkezik az egyik legjobb teljesítmény/fogyasztás mutatóval, igaz, ebben a Tianhe-2 sem áll rosszul.
Szuperszámítógép, de minek?
A kínai kormány igazi presztízs-beruházásként kezeli a Tianhe-2-t, amely az ország műszaki-informatikai kompetenciáját hivatott érzékeltetni. Apró hiba, hogy a számítógép túlnyomórészt amerikai technológiát használ, mind a processzorok, mind a gyorsítók az Intel fejlesztései. Nagyobb probléma, hogy az elképesztően drága szuperszámítógép a pletykák szerint jobbára kihasználatlan, a kínai szoftvermérnökök ugyanis akadályokba ütköztek a hardverhez igazodó alkalmazások fejlesztésénél, az Intel Phi gyorsítók ugyan ragyogó sebességgel futtatják a Top 500 alapját adó Linpack tesztet, más szuperszámítógépes szoftvereknél azonban nem tündökölnek. A friss információk szerint azonban sikerült a problémákat (legalábbis részben) megoldani, a gépen már futnak komoly kutatási számítások, a kínaiak közlése szerint újabban genetikai-genomikai szimulációkra használják a Tianhe-2-t.
Égbe révedő informatikusok: az Időkép-sztori Mi fán terem az előrejelzés, hogy milyen infrastruktúra dolgozik az Időkép alatt, mi várható a deep learning modellek térnyerésével?
A lista egyik érdekessége, hogy a Közel-Kelet is betört a top-10-be, a szaúdi Abdullah király Természettudományi és Műszaki Egyetem által használt Cray XC40 rendszer a hetedik helyet szerezte meg, 5,5 petaflops teljesítménnyel. Ez az első, hogy a szupergazdag régió megjelent a lista elején, és jól jelzi, hogy az államok autokrata vezetése igyekszik a kőolaj mellett újabb lábakat növeszteni, például a tudományos kompetenciák növelésével.
Fontos fejlemény, hogy a fenti szaúdi gép az egyetlen új telepítésű szuperszámítógép a top-10-ben, az összes többit 2011-2012-ben építették, azóta csak a bővítés folyik. Ez egy korábban megjelent tendencia folytatása, az igazán nagy szuperszámítógépes beruházók egyre hosszabb ideig használják a megvásárolt gépeket, a teljesítmény növelését inkább a kapacitás folyamatos bővítésével érik el, a vadonatúj, nulláról induló beruházások egyre ritkábbak. A Top 500 szerzőit idézve: "a legjobb tíz gép átlagéletkora soha nem volt ilyen magas".
Átalakulóban a szuperszámítógépes terület
Országok szerinti bontásban továbbra is toronymagasan az Egyesült Államok vezet, az 500-as listán 230 gép ott üzemel, részesedése azonban visszaesőben, és közelíti a 2000-es évek elején elért 223 gépes mélypontot. A feltörekvő országok között Japán viszi a zászlót, amely öt év alatt 18-ról 39-re tornázta fel a listán szereplő gépek számát. Az európai országok együttesen 141 gépet adtak, ami számottevő növekedés még a novemberi lista 130-as számához képest is. A nagy vesztes paradox módon Kína, a Tianhe-2 mögött novemberben még 60 géppel került fel az ország a listára, ez a szám mára 36-ra esett.
Az Intel dominanciája egyébként teljes, amellett, hogy a listavezető kizárólag Intel chipeket használ, a mezőny 86 százalékában dolgoznak Intel CPU-k. Ezzel párhuzamosan az AMD Opteronok részesedése 4,4 százalékra esett, míg az IBM maradt 8 százalékon. A gyorsítók oldalán az Nvidia élvez előnyt, de drámaian nőtt az Intel Xeon Phi-t használó gépek száma is (33-ra). Meglepő módon már négy olyan szuperszámítógép is van, amely nem csak CPU-gyorsító hibridet használ, hanem a gyorsítókat is kombinálja, az Nvidia lapkái mellett Phi koprocesszorokat is futtat. A hibrid gépek növekedése egyébként újra beindult, a 2010-2012-es ugrás után stabilizálódott (sőt, esett is) e gépek részesedése, most azonban újra a kombinált architektúrák hódítanak, 88 gép az új rekord.
A gyorsítóknál megjelent most egy új szereplő is, a japán PEZY Computing. A cég gyorsítója már két gépben is helyet kapott, ezek a 162. és a 366. helyet csípték meg. Egyelőre viszonylag kevés információ érhető el, a két szuperszámítógép által használt PEZY-SC lapkák 1024 RISC magot tartalmaznak, specialitásának pedig a modulonként elérhető rendkívül magas memória-sávszélesség tűnik, amely a gyártói adatlap szerint a másfél terabitet is elérheti.
Lassuló gyorsulás
A fentivel összefügg, hogy egyre visszafogottabb a szuperszámítógépek gyorsulása. A lista készítői szerint az 1993-as indulás óta az elmúlt két év hozta a legszerényebb gyorsulást, mind az élen, mind az átlagot, mind a listára felférő utolsó számítógép teljesítményét tekintve. A legutolsó nagy ugrás 2013-ban volt, akkor több nagy rendszer indult be világszerte, azóta azonban szokatlanul visszafogott a terület fejlődése.
Jó példa erre a lista utolsó tagjának, az 500. helyen álló gép teljesítményének változása. Míg 1994 és 2008 között az évi átlagos növekedés 90 százalék volt, az elmúlt öt évben ez drámaian lelassult, a legfrissebb adat mindössze 55 százalékos növekedést hozott éves szinten. A képeken jól látszik, hogy a sokéves trendet már sem az első, sem az utolsó gép teljesítménye nem éri el, és az 500 gép összesített teljesítménye is számottevően elmarad az exponenciális növekedéstől.
Évek óta tartó stagnálás - új technológiák hoznak áttörést?
Az új tervek szerint azonban újra begyorsulhat a szuperszámítógépek fejlődése, két nagy projekt is a következő generációs gépek fejlesztését és kiépítését célozza. Az Egyesült Államok félmilliárd dollárral finanszírozza az új, 100 petaflops fölött teljesítő szuperszámítógépek létrehozását, a Summit például 150-300 petaflopsot céloz, IBM-Nvidia kombinációban, OpenPOWER technológiákkal. A megközelítés lényege, hogy a processzorokat és a gyorsítókat a jelenleg elérhetőnél sokkal szorosabban integrálja, felhasználva az Nvidia új NVLink adatbuszát.
Hol állunk mi?
Ne felejtsük el, hogy 2002 után már Magyarországnak is van újra Top 500-as szuperszámítógépe, a Debreceni Egyetemen üzemelő számítógép novemberben a 308. helyen került fel a listára. A teljesítmény a friss adatok alapján maradt 197,2 teraflops, ez most a 383. helyre volt elegendő. A Leó néven emlegetett gép egyébként Ivy Bridge generációs Xeon E5-2650v2-es processzorokat kombinál Nvidia K20x gyorsítókkal - összesen 3696 CPU-magot és 2352 gyorsítót tartalmaz. A magyar üzemeltetők a teljesítményadatok mellé nem töltöttek fel fogyasztást, így az energiahatékonyságra csupán tippelni lehet, a GPU-k használatával valószínűleg bőven az átlag fölötti a Leó teljesítmény/fogyasztás mutatója