Ocean Light & Tianhe-3: China hat offenbar bereits Exaflops-Supercomputer

Noch vor den USA: In China sollen zwei Exascale-Systeme laufen, beide Supercomputer nutzen selbst entwickelte Prozessoren.

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Der aktuelle Sunway Taihu Light
Der aktuelle Sunway Taihu Light (Bild: NRCPC)

Während sich westliche Exaflops-Supercomputer noch im Aufbau befinden, sollen in China schon im März 2021 zwei Systeme erfolgreich vermessen worden sein. Laut der auf Server-Hardware spezialisierten The Next Platform erreichen beide Rechner theoretisch 1,3 Exaflops bei doppelter Genauigkeit (FP64).

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Das erste der zwei Systeme ist der Nachfolger des aktuellen Sunway Taihu Light, der im Juni 2016 als der schnellste Supercomputer der Welt antrat und mit einer theoretischen Rechenleistung von 125,4 Petaflops und 93 Petaflops im Linpack-Benchmark noch immer auf dem vierten Platz steht.

Sein Nachfolger, offenbar Ocean Light genannt, wird ebenfalls von Sunway gebaut und soll erneut in China entwickelte RISC-Prozessoren nutzen; sie stammen vom Shanghai High Performance IC Design Center. Eventuell als Shenwei SW52020 bezeichnet, weisen die Chips doppelt so viele Computing Processing Elements (CPEs) und doppelt so breite Vector-Einheiten auf.

1,05 Exaflops bei 35 Megawatt

Laut dem National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology (NRCPC), welches den neuen Supercomputer betreibt, schafft einer der Prozessoren mehr als 12 Teraflops bei FP64-Genauigkeit. Das komplette System habe eine theoretische Leistung von 1,3 Exaflops und eine praktische von 1,05 Exaflops bei 35 Megawatt.

  • Blockdiagramm von Sunways Exascale-System (Bild: NRCPC)
  • Erwartete Performance des Supercomputers (Bild: NRCPC)
Blockdiagramm von Sunways Exascale-System (Bild: NRCPC)
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Beim zweiten Exascale-System soll es sich um den Tianhe-3 handeln, den Nachfolger des Tianhe-2A als derzeit siebtschnellsten Supercomputers der Welt. Aufgrund des Banns seitens der USA kommen keine x86-Xeons von Intel mehr zum Einsatz, sondern ARM-basierte CPUs vom chinesischen Hersteller Phytium. Denkbar wäre beispielsweise der Feiteng S2500 mit 64 Kernen, aktueller FTC663-Architektur und achtkanaligem DDR4-Interface bei 150 Watt.

Die eigentliche Rechenleistung aber liefern aus China stammende Beschleuniger: Im Tianhe-2A stecken die Matrix 2000, sogenannte GPDSPs (General Purpose Digital Signal Processors). Im Tianhe-3 sollen leicht verbesserte Versionen alias Matrix 2000+ stecken, vor allem aber mehr davon und dazu ein optimierter Software-Stack. Auch dieser Supercomputer soll theoretisch 1,3 Exaflops schaffen - was für 1 Exaflops im Linpack reicht.

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USA entwickeln mehrere Systeme

Seitens des US-Energieministeriums (Department of Energy, DoE) sind mindestens drei Supercomputer der Exascale-Klasse geplant: Derzeit entsteht der noch für 2021 geplante Frontier, er steht am Oak Ridge National Laboratory (ORNL) und nutzt Epyc-Trento-CPUs sowie Instinct-CDNA2-Beschleuniger. Hinzu kommt Anfang 2023 der El Capitan des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) mit Epyc-Genoa-CPUs und verbesserten Instinct-Beschleunigern.

Beide Systeme sollen mindestens 1,5 Exaflops bei doppelter Genauigkeit (FP64) erreichen. Für 2022 ist überdies der Aurora des Argonne National Laboratory (ANL) mit über 2 Exaflops geplant, hier werden Intels Sapphire-Rapids-Xeons mit den Ponte Vecchio-Beschleunigern kombiniert. Dieser Supercomputer ist wegen Intels Lieferproblemen aber schon mehrmals neu geplant und verschoben worden. Einst war der Aurora mit Xeon Phi angedacht gewesen.

Supercomputer werden für vielerlei Berechnungen verwendet, von der Astrophysik bis hin zum Wetter. Gerade die geplanten Systeme von China und des US-Energieministeriums, genauer dessen National Nuclear Security Administration (NNSA), forschen aber auch an militärisch zu nutzender Kernenergie im Rahmen der nationalen Sicherheit, was Atomantriebe und -waffen sowie Stockpile umfasst.

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