Chinesischer Supercomputer Tianhe-2 führt neue Top 500 an

Der Supercomputer Tianhe-2 (deutsch: Milchstraße 2) führt die jüngste Rangliste der 500 schnellsten Großrechner der Welt an. Das System der chinesischen Universität für Verteidigungstechnik verfügt über 3,1 Millionen Prozessorkerne. Experten hatten seinen Start eigentlich erst in zwei Jahren erwartet.

Tianhe-2 (Bild: top500.org)

Grundlage für die Spitzenleistung sind 32.000 Intel-Xeon-Prozessoren, denen 48.000 Beschleunigungschips vom Typ Xeon Phi zur Seite stehen. Auf sie verteilen sich die insgesamt 3,12 Millionen Kerne, die ein von chinesischen Forschern entwickeltes Interconnect-System namens TH Express-2 verbindet. Der Speicher ist ein Petabyte (über eine Million Gigabyte) groß, und das System nimmt 17,8 Megawatt Leistung auf. Als Betriebssystem verwendet die Universität die von ihr entwickelte Linux-Distribution Kylin.

Die im Benchmark gemessene Leistung von Tianhe-2 beträgt 33,86 Petaflops. Er liefert damit ungefähr die doppelte Leistung des verdrängten Spitzenreiters, des Cray-XK7-Systems Titan des Oak Ridge National Laboratory. Titan schafft 17,59 Petaflops, nur etwas mehr als die 17,17 Petaflops des drittplatzierten Systems Sequoia, das auf IBMs BlueGene/Q basiert und dem Lawrence Livermore National Laboratory gehört.

Tianhe-2 ist selbst Nachfolger eines früheren Spitzenreiters, nämlich von Tianhe-1A, der 2010 an die Spitze der halbjährlich erscheinenden Liste kletterte. Der Supercomputer-Forscher Jack Dongarra, der die Top500-Liste herausgibt, kommentiert: „Die meisten Funktionen des Systems wurden in China entwickelt, und von Intel kommen wirklich nur die Recheneinheiten selbst. Verbindungstechnik, Betriebssystem, Front-End-Prozessoren und Software sind größtenteils chinesisch.“

Daneben steht Tianhe-2 auch für den Trend zu speziellen Beschleunigungsprozessoren. Dabei handelt es sich um eine extreme Form von Parallelisierung, also der Verteilung großer Aufgaben auf zahlreiche kleine Recheneinheiten, die gleichzeitig arbeiten. So lässt sich das Moore’sche Gesetz trotz konstant bleibender Taktraten aufrechterhalten. Neben den Xeon-Phi-Prozessoren von Tianhe-2 werden dafür auch gern Grafikchips von AMD und Nvidia genutzt.

Derzeit sind in den Top 500 39 Systeme mit Nvidia-Prozessoren, 11 mit Xeon Phi und 3 mit AMD-Radeon-Chips vertreten. An der Spitze steht wie beschrieben ein Xeon-Phi-System, gefolgt von einem mit Nvidia-Grafikprozessoren. Auch der an Rang 10 zurückgefallene Tianhe-1A nutzt Nvidia-Chips. Den Herausgebern der Top-500 zufolge dürfte diese Quote aber zulegen und schon 2015 jeder Rechner in den Top 10 über solche Beschleuniger verfügen.

Bester europäischer Rechner ist an Position 7 der Rangliste und mit 5,9 Petaflops das IBM-System Juqueen, das dem Forschungszentrum Jülich gehört. Mit 393.216 Rechenkernen in 24 Racks erreicht der BlueGene/Q-Rechner eine Effizienz von 2 Gigaflops pro Watt.

Aus China stammen 65 der Top-500-Systeme, während die USA mit 253 Systemen die Übermacht stellen. Dominierender Prozessorhersteller ist Intel mit 80 Prozent Verbreitung, wobei 67 Prozent der Rechner Chips mit acht oder mehr Kernen einsetzen.

180 Systeme auf der Liste sind Neuzugänge. Durch sie hat sich die für einen Eintrag in der Liste nötige Mindestleistung gegenüber Ende 2012 von 76,5 Teraflops auf 96,6 Teraflops gesteigert. Erfolgreichster Hersteller war Hewlett-Packard mit 189 Einträgen, gefolgt von IBM mit 160. Allerdings kamen von IBM auch vier der Top 10, wo HP nicht vertreten ist.

[mit Material von Stephen Shankland, News.com]