Top500: Nvidia baut effizientesten Supercomputer

Bei den schnellsten Supercomputern der Welt tut sich etwas: Gleich vier Rechner setzen auf Intels Xeon-Phi-Prozessoren mit Knights Landing und zwei mit Nvidias Tesla P100 ausgestattete Systeme weisen eine enorm hohe Leistung pro Watt auf.

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Der DGX Saturn V
Der DGX Saturn V (Bild: Nvidia)

Die Top500-Liste der Supercomputer wartet mit ein paar spannenden Neuigkeiten auf: Sie wird halbjährlich aktualisiert und führt erstmals Systeme auf, die rein auf Intels Xeon Phi setzen - bisher üblich waren Hybriden mit CPUs und Beschleunigern. Zwar kann keiner der Neulinge die beiden Spitzenreiter, den Sunway Taihu Light und den Tianhe-2 aus China, auch nur annähernd schlagen, sie zeigen aber das Potenzial der speziellen Prozessoren.

Vier Systeme mit Xeon Phi Knights Landing

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Auf dem fünften Platz rangiert der Cori, ein Supercomputer des National Energy Research Scientific Computing Center, was zum US-amerikanischen Energieministerium gehört (Department of Energy, DoE). Das System steht am Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien und wurde nach Gerty Cori benannt, einer böhmischen Biochemikerin. Der Cori erreicht 14 Petaflops im Linpack-Benchmark, die Spitzenleistung beträgt 27,9 Petaflops.

Der sechste Platz geht an den Oakforest-PACS des Joint Center for Advanced High Performance Computing in Tokyo, Japan. Beide Supercomputer nutzen Xeon Phi 7250, das sind gesockelte Prozessoren mit 68 Kernen. Die Japaner verwenden Intels Omni-Path-Interconnect um die Xeon Phi zu verknüpfen. Mit 13,6 und 25 Petaflops ist der Oakforest-PACS kaum langsamer als der Cori.

Als weitere Systeme mit Intel Knights Landing steigen der Marconi im italienischen Bologna und der Theta des Argonne National Laboratory nahe Chicago in die Top20 ein. In Ersterem sind ebenfalls Xeon Phi 7250 verbaut, in Letzterem die langsameren Xeon Phi 7230 mit 64 Kernen bei 1,3 GHz. Alle mit Knights Landing ausgerüsteten Supercomputer sind zwar sehr schnell, aber in Relation nicht übermäßig effizient - das können andere besser.

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Mit 9,5 Gigaflops pro Watt schneidet Nvidias hauseigener DGX Saturn V am besten ab. Der neue Supercomputer besteht aus Xeon E5-2698 v4, also Broadwell-EP mit je 20 Kernen, und Beschleunigermodulen vom Typ Tesla P100. Wie es der Name schon andeutet, hat Nvidia über hundert aktualisierter DGX-1-Cluster zusammen geschaltet. Die Rechenleistung beläuft sich auf 3,3 (Linpack) und 4,9 (Rpeak) Petaflops. Mit 7,5 Gigaflops pro Watt landet der Schweizer Supercomputer Piz Daint auf dem zweiten Effizienz-Platz, wenn es um die Effizienz geht - auch in ihm stecken Tesla P100, da er im Sommer 2016 aufgerüstet wurde. Er schafft 16 und 24,9 Petaflops insgesamt.

Für das mittelfristige Ziel, den Exascale-Supercomputer, muss die Leistung pro Watt drastisch steigen: Angepeilt werden 50 Gigaflops pro Watt bei einem Exaflop. Der Sunway Taihu Light, wie gehabt schnellster Supercomputer der Welt, schafft 6 Gigaflops pro Watt und eine theoretische Spitzenleistung (Rpeak) von 125 Petaflops. Selbst alle Systeme der Top500 zusammen kommen übrigens auf nur 672 Petaflops - also gerade einmal 0,672 Exaflops.

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