Tesla K20 Supercomputer Titan mit 20 Petaflops durch GPUs

Nvidia und das US-amerikanische Oak Ridge National Lab haben erste Daten zum Supercomputer Titan vorgelegt. Er soll mit einer Rechenleistung von 20 Petaflops demnächst zum schnellsten Rechner der Welt gekürt werden.

Erst am 12. November 2012 wird die nächste Top500-Liste der schnellsten Rechner der Welt veröffentlicht, Nvidia und das Forschungsinstitut ORNL haben ihr neues Projekt Titan aber schon jetzt vorgestellt. Titan wurde von Anfang an darauf ausgelegt, der schnellste Supercomputer zu werden.

Dazu muss er, nach der letzten Liste zu urteilen, das System Sequoia schlagen, das am Los Alamos National Lab 16,3 Petaflops erreicht. Für Titan geben die Entwickler bisher rund 20 Petaflops an, was reichen dürfte - falls Code und Hardware von Sequoia nicht inzwischen weiter optimiert wurden.

Seine Rechenleistung zieht Titan nach Darstellung von Nvidia vor allem aus 18.688 GPUs auf den Karten Tesla K20. Diese basieren auf der GPU GK110, die eigentlich noch gar nicht lieferbar ist. Vermutlich wird die Vorstellung der neuen Top500-Liste auch den Start für den Verkauf der Karten darstellen.

Erst im ersten Quartal 2013 soll der GK110 dann nach unbestätigten Informationen auch auf Geforce-Karten für Spiele erscheinen. Die knappe Produktionsausbeute des 7 Milliarden Transistoren großen Chips ist bei Nvidia offenbar für Supercomputer wichtiger.

Duell zwischen Nvidia und Intel

Dafür gibt es einen guten Grund: Ebenfalls für die nächste Top500 werden Werte für die ersten Rechner mit Intels Xeon Phi (ehemals Larrabee genannt) erwartet. Eines der Systeme ist am TACC in Texas installiert und heißt Stampede. Er soll immerhin rund 10 Petaflops erreichen und damit mindestens zu den 10 schnellsten Rechnern der Welt gehören.

Alleine mit GPUs kommt ein Supercomputer aber auch heute noch nicht aus, selbst wenn diese den Hauptteil der Rechenarbeit erledigen. Auch Titan ist für jede der K20-Karten mit einem Opteron 6274 mit je 16 Kernen bestückt. Je ein K20 und ein Opteron bilden einen Node, insgesamt besteht Titan also aus 18.688 GPUs. Sie sind in 200 Racks des Typs Cray XK7 untergebracht und über Crays Fabric namens Gemini vernetzt.

Titan wird für die freien Wissenschaften eingesetzt werden, das ORNL nennt unter anderem Klimaforschung, Materialwissenschaften und Energiegewinnung. Wie viel schneller das mit einer neuen Maschine geht, führen die Betreiber an einem Beispiel aus: Der bisher schnellste Rechner der ORNL, Jaguar, braucht für die Simulation der Lebensdauer eines Kernbrennstabs in einem Reaktor 60 Stunden. Titan soll das in nur 13 Stunden erledigen.