Fugaku ist noch immer die Nummer 1 und Intel verliert Die aktuelle Top500-Liste der Superrechner

Von Michael Matzer

Japans „Fugaku“ ist immer noch die Nummer 1 in der Top500-Liste der schnellsten Superrechner, die auf der 33. Supercomputing Conference in St. Louis, USA, vorgestellt wurde. Die Überraschung ist nicht groß, dass es immer noch kein Exascale-System gibt – jedenfalls kein offizielles. Dafür debütiert „Polaris“, der Supercomputer des Argonne National Laboratory in USA, bereits auf Platz 13.

Firma zum Thema

Die Top500-Organisation liefert zum Ergebnis auch ein paar statischische Informationen.
Die Top500-Organisation liefert zum Ergebnis auch ein paar statischische Informationen.
(Bild: © Top500.org)

Diese Rangliste orientiert sich wie üblich an den Leistungszahlen, die mit dem High-Performance Linpack (HPL) Benchmark eruiert werden. Immerhin ist diesmal auch der High-Performance Conjugate Gradient (HPCG) Benchmark berücksichtigt.

„Wir hatten auf das erste Exascale-System in dieser Liste gehofft“, sagte Jack Dongarra, der Co-Autor der Top500-Liste, "doch das passierte nicht."(siehe: Kasten) Seine Hoffnung ruhte auf den zwei im Bau befindlichen Exascale-Systemen der USA, nämlich auf „Aurora“ am Argonne National Laboratory und auf „Frontier“ am Oak Ridge National Laboratory. Beide werden vom US-Energieministerium betrieben. Aurora soll sogar zwei ExaFlops Spitzenleistung liefern, also doppelt soviel wie ursprünglich geplant.

Japans Fugaku führt nach anderthalb Jahren die Rangliste immer noch an, indem er 442 PetaFlops (RPeak 537 Pflop/s) liefert. Auf den Rängen 2 bis 4 hat sich nichts getan: „Summit“, „Sierra“ (beide USA) und Chinas „Sunway Taihu Light“ verteidigen ihren Rang. Auf Platz 5 folgt das „Perlmutter“-System, ein Nvidia-A100-gestützter HPE-Rechner, der es auf 70,9 Petaflop/s (RPeak 93,75) bringt.

Ihm dicht auf den Fersen ist Nvidias eigener Großrechner „Selene“ (RPeak 79,22). Es wird spannend, wenn dieser Rechner die nächste GPU-Generation mit dem Codenamen „Grace“ erhält.

Ein deutscher Rechner mit der schönen Bezeichnung „Juwels Booster Module“ versieht seinen Dienst im Forschungszentrum Jülich. Das „Atos Bull-Sequana“-System, das ansonsten Zubehör à la Perlmutter aufweist, liefert eine Leistung von 44,1 PetaFlops und ist damit Europas schnellster Rechner. Die Nr. 9 ist ein „Dell Poweredge“-Rechner, der für den italienischen Mineralölkonzern Eni 35,5 PetaFlops liefert. Er arbeitet noch mit „V-100“-GPUs statt mit „A-100“-GPUs von Nvidia.

Die Neuzugänge

Im Mittelfeld tut sich einiges. Der erste Neuzugang erscheint auf Platz 10. „Voyager EUS2“ wurde von Microsoft Azure gebaut und umfasst AMD-CPUs mit jeweils 48 Rechenkernen, etliche Nvidia A100 GPUs und schließlich HDR Infiniband von Mellanox. Dieses System liefert gemäß HPL-Linpack 30 PetaFlops und einen RPeak von immerhin 39,5 PetaFlops. Das bedeutet immerhin respektable Linpack-Effizienz von 76 Prozent. Das System versieht seinen Dienst in der Azure Region East US 2.

Zwei weitere Neuzugänge kommen von HPE. Auf Platz 11 erscheint mit „SSC-11“ eine „HPE Apollo 6500 Gen 10 Plus“, die AMD Epyc „Milan“ CPUs sowie HDR-Infiniband nutzt. Die SSC-11 liefert gemäß Linpack eine Leistung von 25,2 aus potentiellen (RPeak) 31,8 Petaflop/s (Effizienz 79 Prozent). Ein etwas kleineres HPE-System mit 2,27 Petaflop/s erzielte eine Energie-Effizienz von 33,98 GigaFlops pro Watt (Platz 12). Dies hat ihm Platz 2 auf der Green500-Liste der Energie-effizientesten Superrechner der Welt gesichert.

Als weiterer Neuzugang hat sich auf Anhieb Polaris am Argonne National Laboratory auf Platz 13 vorgeschoben. Auch dieser Bolide basiert auf einer HPE Apollo 6500, nutzt aber nicht AMD Epyc Milan, sondern noch das schwächere „Rome“-Pendant – plus 2240 Nvidia A100 GPUs mit einem „Slingshot 10“-Netzwerk. Die Linpack-Effizienz von knapp 69 Prozent ist nicht gerade berauschend, doch 23,8 Pflop/s von 34,6 möglichen RPeak-Petaflop/s ist auch nicht zu verachten. Zum Vergleich: Fugaku liefert eine Recheneffizienz von stolzen 82,28 Prozent.

Der Markt der Superrechner-CPUs wird von Intel mit 81,4 Prozent beherrscht. Doch AMD hat Intel fünf Prozent Marktanteil abgejagt und liegt nun bei 14,6 Prozent. Der Dritte im Bunde ist noch IBM mit seinen „Power“-CPUs. Von ARM-Prozessoren ist hier noch keine Rede.
Der Markt der Superrechner-CPUs wird von Intel mit 81,4 Prozent beherrscht. Doch AMD hat Intel fünf Prozent Marktanteil abgejagt und liegt nun bei 14,6 Prozent. Der Dritte im Bunde ist noch IBM mit seinen „Power“-CPUs. Von ARM-Prozessoren ist hier noch keine Rede.
(Bild: © Top500.org)

Offenbar bildet Polaris den Forschern des Energieministeriums (das u.a. für sämtliche Atommüll-Endlager der USA zuständig ist) einen Übergang zum Aurora-Exascale-System (s.o.). Es liefert zusätzliche Rechenleistung und eine Option, die alles entscheidende Software auf Aurora vorzubereiten. Sobald Rome gegen Milan ausgetauscht ist, dürfte Polaris laut Argonne rund 44 PetaFlops erzielen.

Die französische Atomenergiebehörde CEA hat sich von Atos mit Bull Sequana XH2000 ein System bauen lassen, das mit AMD Epyc Milan CPU und einem Atos-Netzwerk mit der Bezeichnung „BXI V2“ auftrumpft. Wie Jack Dongarra hervorhebt, nutzen alle Top 15 System AMD Epyc Prozessoren.

Intel verliert

Bezeichnend ist, dass ein „Intel-Xeon“-gestütztes System wie Frontera, von dem AMD-System Voyager EUS2 von Platz 10 verdrängt worden ist. (Siehe: Grafik mit den HPC-Marktanteilen der Chiphersteller.) Mit insgesamt 73 Systemen konnte AMD seinen Anteil binnen eines halben Jahres von 9,6 auf 14,6 Prozent steigern. Intel verlor genau diese fünf Prozent, so dass sein Marktanteil von 86,4 auf 81,4 Prozent unter den Top500-Systemen fiel.

Die Russen kommen

In der offiziellen Pressemitteilung tauchen sie zwar nicht auf, doch sie sind zu beachten: Auf den Plätzen 19, 36, 40 und 43 sind vier russische Systeme gelandet. „Chervonenkis“ (Nummer 19 mit 21,5 PetaFlops) und „Galushkin“ (Rang 36 mit 16,0 PetaFlops) wurden von IPE, Nvidia und Tyan für den russischen Internetkonzern Yandex hergestellt. Wie gewohnt nutzen sie AMD Epyc Rome, Nvidia A100 und Infiniband.

Auch „Lyapunov“, der dritte Russe (auf Platz 40) , wurde für Yandex gebaut, nutzt aber chinesische „Inspur NF5488A5“-Server mit AMD Epyc Rome und Nvidia A100 sowie Infiniband. Kein Wunder, dass ihn zwei Chinesen gebaut haben: Inspur und NUDT. Er liefert immerhin 12,8 PetFlops. Der vierte Russe heißt „Christofari Neo“, bekleidet Rang 43 und liefert der russischen Sberbank 11,95 PetaFlops.

Wiedergeboren

Auf Platz 435 ist der japanische Hersteller Pezy wieder mit von der Partie, nachdem anno 2017 dessen CEO und ein weiterer Mitarbeiter des Betrugs angeklagt worden waren. „NA-IT1“ liefert 1,68 PetaFlops Leistung, eine „Zettascaler“-Maschine mit sowohl AMD Epyc Rome CPUs als auch proprietären „Pezy-SC3“-Multikern-Chips. NA-IT1 liegt unter den Green500-Rechnern auf Platz 12, denn er liefert 24,58 GigaFlops pro Watt.

Die Green 500 Liste

Die Green500-Liste bewertet die Superrechner nach ihrer Energie-Effizienz. Sie unterscheidet sich daher deutlich von den nach Rechenleistung beurteilten Boliden. Preferred Network (PFN) führt die Liste mit seinem „MN3“-System an, das für Deep Learning optimiert ist. Seit derzuletzt veröffentlichten Liste hat MN3 seine Effizienz von 29,7 GigaFlops pro Watt auf beachtliche 39,38 GigaFlops/Watt gesteigert. Kern des Systems ist ein „MN“-Chip, der für Matrix-Arithmetik optimiert ist. Auf der Top500 hat sich MN3 von Position 337 auf 301 vorgearbeitet, indem es nun 2,18 PetaFlops liefert.

Wie erwähnt, ist „SSC-21 Scalable Module“ von HPE mit 33,98 GogaFlops/Watt auf Platz 2 gelandet, wohingegen es in der Top500-Liste mit 2,27 PetaFlops auf Nr. 291 rangiert. Dieses System wird von „Tethys“ gefolgt, einem auf Nvidia A100 GPUs und AMD Epyc Rome basierendem 'Flüssigkühlungsprototyp'-System. (Tethys hieß das Urmeer, benannt nach einer Wassergöttin.) Nvidia betreibt das System in Großbritannien, wo es 31,54 GigaFlops/Watt liefert und in der Top500-Liste mit 2,26 PetaFlop/s auf Platz 295 rangiert.

(ID:47826986)