Более ста суперкомпьютеров из Top 500 используют ускорители вычислений

Не секрет, что всё больше суперкомпьютеров используют вычислительные ускорители на базе графических процессоров, или же специальные сопроцессоры, чтобы достигнуть невиданной мощности при относительно небольшом энергопотреблении. Согласно данным из нового списка пятисот самых мощных суперкомпьютеров в мире, более сотни уже использует GPU-ускорители. Карты NVIDIA Tesla продолжают оставаться самыми популярными ускорителями для высокопроизводительных вычислений (high-performance computing, HPC).

Рост производительности суперкомпьютеров замедляется

Согласно обновлённому списку Top 500, опубликованному на этой неделе, общая вычислительная мощность всех самых мощных суперкомпьютеров в мире выросла до 420 квадриллионов операций с плавающей запятой в секунду (420 петафлопс – PetaFLOPS [floating point operations per second]) с 361 петафлопс год назад. 80 HPC-систем имеют производительность в один петафлопс, по сравнению с 67 машинами в июле этого года года. Наименее мощный суперкомпьютер из Top 500 может выполнять 204,3 триллионов операций в секунду (терафлопс), тогда как ранее мощность самой медленной Top 500 системы в мире была 164 терафлопс.

Суперкопьютер Cray XK7

Авторы рейтинга Top 500 отмечают, что рост производительности самых быстрых суперкомпьютеров замедляется. Во многом это происходит вследствие замедления роста производительности центральных процессоров, а также некоторых задержек с выходом в свет новейших ускорителей и сопроцессоров для супервычислений.

Количество GPU в суперкомпьютерах растёт

В общей сложности 104 системы в списке пятисот самых мощных суперкомпьютеров в мире используют вычислительные ускорители AMD FirePro S, NVIDIA Tesla или сопроцессоры Intel Xeon Phi. А еще в июле этого года лишь 90 систем использовали подобные устройства. 66 систем из 104 использует NVIDIA Tesla, 27 используют Intel Xeon Phi и три используют AMD FirePro. Четыре системы используют комбинацию из NVIDIA Tesla и Intel Xeon Phi. NVIDIA продолжает доминировать на рынке суперкомпьютерных ускорителей, однако успех Intel Xeon Phi налицо. Примечательно, что, по данным NVIDIA, 23 из 24 новых GPU-ускоренных систем в списке построенным на базе Tesla.

NVIDIA Tesla K80

«Я верю, что в один прекрасный день GPU-ускорение будет доступно у всех суперкомпьютеров мира», — сказал Дженсен Хуанг (Jen-Hsun Huang), соучредитель и генеральный директор NVIDIA. «К GPU-ускоряемым вычислениям уже обратились ведущие суперкомпьютерные центры мира, что нашло отражение в актуальной версии списка TOP500. Учитывая, что темп научных открытий растет и ученые все чаще обращаются к вычислениям, машинному обучению и визуализации, в будущем эта тенденция только усилится». 

Intel Xeon Phi в составе Tianhe 2

Согласно данным последнего исследования компании Intersect360 Research, почти 70 % из 50 самых популярных HPC-приложений — и 90% из 10 ведущих — поддерживают GPU-ускоренные вычисления. Таким образом, всё указывает на то, что доля графических процессоров в суперкомпьютерах продолжит расти в ближайшие годы.
«Ландшафт индустрии HPC сегодня серьезно изменился, и произошло это благодаря графическим процессорам NVIDIA Tesla», — отметил Эддисон Снелл (Addison Snell), один из авторов исследования, генеральный директор Intersect360 Research. «Применение ускорителей и число GPU-ускоренных версий ведущих HPC кодов неуклонно растет».

Tianhe 2 остаётся самым мощным суперкомпьютером

В верхней части нового списка из пятисот самых мощных суперкомпьютеров в мире, который был выпущен на этой неделе, не произошло существенных изменений.
Самым мощным суперкомпьютером на планете по-прежнему является китайский Tianhe 2, спроектированный оборонным научно-техническим университетом народно-освободительной армии Китайской Народной Республики и компанией Inspur. Он способен выполнять 33,86 квадриллионов операций с плавающей запятой в секунду (33,86 петафлопс). Данная система базируется на процессорах Intel Xeon E5-2692v2 (двенадцать ядер, тактовая частота 2,2 ГГц), а также использует 48 тысяч сопроцессоров Xeon Phi Intel 31S1P. В общей сложности, Tianhe 2 располагает 3,12 миллионами x86-ядер.

Суперкомпьютер Tianhe 2

На втором месте находится суперкомпьютер Titan, который установлен в национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge) министерства энергетики США, и обладает мощностью 17,59 петафлопс. Данная система представляет собой кластер Cray XK7 c шестнадцатиядерными AMD Opteron и ускорителями NVIDIA Tesla K20X.
Третья по мощности HPC-система в мире — Sequoia — может выполнять 17,173 квадриллионов операций с плавающей запятой в секунду и принадлежит Ливерморской национальной лаборатории министерства энергетики США имени Э. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL). Система использует 98 304 процессора IBM Power BQC (шестнадцать ядер, частота 1,60 ГГц) и была построена IBM.

Суперкомпьютер Ломоносов 2

Самым мощным суперкомпьютером в России остался Ломоносов 2, который имеет мощность 1,849 петафлопс (36 место в рейтинге). Данная система была построена компанией T-Platforms для МГУ имени М.В. Ломоносова на базе процессоров Intel Xeon E5-2697v3 (14 ядер, 2,60 ГГц) и ускорителей NVIDIA Tesla K40m.
Источники:

• NVIDIA
• TOP500