Top 500: Zweiter Petaflops-Computer der Welt mit Opterons

Neue Rangliste der Supercomputer. Mit dem vom Cray gebauten System "Jaguar" gibt es nun den zweiten Supercomputer, der über eine Billiarde Gleitkommaoperationen pro Sekunde (Petaflops) erreicht. In der Liste der schnellsten Forschungsrechner der Welt bauen die USA ihren Vorsprung weiter aus, zudem macht nur noch die Power-Architektur den x86-Prozessoren ernsthaft Konkurrenz.

18. November 2008 um 11:20 Uhr / Nico Ernst

Der schnellste Supercomputer der Welt ist weiterhin das Hybridsystem Roadrunner von IBM im Los Alamos National Laboratory . Der Rechner aus 12.960 Cell-Prozessoren (PowerXCell 8i, 3,2 GHz) und 6.948 Dual-Core-Opterons (1,8 GHz) mit insgesamt 129.600 Kernen führt die Top-500-Liste seit der letzten Ausgabe vom Juni 2008 an. Die Opterons erledigen dabei nur die Steuerung der Cell-Prozessoren, welche die eigentliche Rechenarbeit leisten. Alle Systeme des Clusters stecken in Blade-Einschüben von IBM (BladeCenter QS22), deren Backplanes über Infiniband verbunden sind.

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Für eine Rechenleistung von 1,105 Petaflops pro Sekunde benötigt Roadrunner eine elektrische Leistung von rund 2,5 Megawatt. Das System wurde seit den letzten Top-500-Messungen mit dem Benchmark Linpack leicht erweitert und konnte so seinen Spitzenplatz verteidigen.

Dicht auf den Fersen ist Roadrunner aber der Rechner Jaguar des Oak Ridge National Laboratory . Das von Cray gebaute System besteht ganz aus Quad-Core-Opterons mit 2,3 GHz, die in einem Supercomputer aber nicht so energieeffizient wie die Cells sind. Für 1,059 Petaflops/s braucht Jaguar knapp 7 Megawatt für seine 150.152 Kerne.

Auch wenn die beiden schnellsten Rechner – im Falle von Roadrunner zumindest teilweise – mit AMD-Prozessoren bestückt sind, hat Intel dennoch auch bei den Supercomputern den größten Marktanteil. 73,8 Prozent der Systeme arbeiten mit x86-CPUs von Intel, zwölf Prozent setzen auf AMD. Ebenfalls zwölf Prozent der 500 untersuchten Maschinen sind mit Power- oder Cell-Prozessoren von IBM versehen. Nur noch neun Supercomputer oder 1,8 Prozent laufen mit Intels Itanium-Prozessoren.

Die Zeiten der Spezialprozessoren für Supercomputer scheinen vorbei, auch wenn Roadrunner im Wesentlichen nicht auf der x86-Architektur basiert. Über 85 Prozent der schnellsten Maschinen tun das jedoch. Bedingt durch die Explosion der Rechenleistung der PC-CPUs in den letzten zehn Jahren gekoppelt mit immer schnelleren Netzwerken haben die x86-CPUs die RISC- und Vektorprozessoren in enge Nischen gedrängt. Ein leichter Trend zeichnet sich aber zugunsten des Cell ab: Neben Roadrunner arbeiten noch sechs andere Supercomputer damit.

Mit Roadrunner und Jaguar werden die beiden bisher einzigen Petaflops-Computer der Welt wie auch sieben andere Rechner der Top 10 vom Energieministerium der USA betrieben. Insgesamt stehen neun der zehn schnellsten Rechner der Welt in den Vereinigten Staaten, nur den Platz 10 konnte sich China sichern. Das System "5000A" vom chinesischen Hersteller Dawing kommt auf 180,6 Teraflops und ist der schnellste Rechner mit Windows HPC 2008. Die "High Performance Computing"-Ausgabe von Windows ist für den Bau von Supercomputer-Clustern gedacht. Im 5000A rechnen 7.680 Quad-Core-Opterons mit je 1,9 GHz.

Hinter den USA und Asien fällt Europa in der Top-500-Liste immer weiter zurück. Nur noch 151 Supercomputer stehen in der Alten Welt, vor einem halben Jahr waren es noch 184. Der schnellste europäische Rechner ist aber unverändert das System JUGENE im Forschungszentrum Jülich . Jugene steht in der aktuellen Aufstellung auf Platz 11, vor einem Jahr konnte er noch den zweiten Platz beanspruchen.