Top500: In China entwickelter „Sunway TaihuLight“ ist schnellster Supercomputer

Der schnellste Supercomputer der Welt steht weiterhin in China. Allerdings wurde der bisherige Spitzenreiter der Top500-Liste „Tianhe-2“ von dem neuen System „Sunway TaihuLight“ abgelöst, dessen Prozessoren vollständig in China entwickelt und gefertigt wurden. Es erreicht im Linpack-Benchmark eine Rechenleistung von 93 Petaflops (Billiarden Fließkomma-Rechenoperationen pro Sekunde) und bietet damit eine fast dreimal höhere Performance als der Zweitplatzierte Tianhe-2 mit 33,86 Petaflops.

Entwickelt wurde Sunway TaihuLight vom National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology (NRCPC). Betrieben wird das System vom National Supercomputing Center in Wuxi. Es besteht aus 10.649.600 Rechenkernen, die auf 40.960 Knoten verteilt sind. Diese arbeiten nicht nur deutlich schneller als der Intel-basierte Tianhe-2, sondern sind auch dreimal effizienter. Der Spitzenverbrauch unter Last (bei Ausführen des HPL-Benchmark) beträgt 15,37 Megawatt, was gut 6 Gigaflops pro Watt entspricht. Damit belegt Sunway TaihuLight hinsichtlich der Leistung pro Watt zugleich einen der Spitzenplätze in der Green500-Liste der energieeffizientesten Supercomputer. Führend ist hier mit 6,67 Gigaflops pro Watt das System „Shoubu“ des Riken Advanced Center for Computing and Communication in Japan.

Den dritten Rang in der 47. Ausgabe der halbjährlich aktualisierten Top500 der schnellsten Rechner der Welt nimmt das Cray-XK7-System „Titan“ des Oak Ridge National Laboratory mit 17,59 Petaflops ein. Vervollständigt wird die Top Ten von dem auf IBMs BlueGene/Q basierenden Superrechner „Sequoia“ des Lawrence Livermore National Laboratory (17,17 Petaflops), Fujitsus „K Computer“ des Riken Advanced Institute for Computational Science (AICS) im japanischen Kobe (10,51 Petaflops), dem BlueGene/Q-System „Mira“ des Argonne National Laboratory (8587 Teraflops), dem Cray-X40-Rechner „Trinity“ des DOE/NNSA/LANL/SNL (8101 Teraflops), dem Cray-XC30-System „Piz Daint“ des Swiss National Supercomputing Centre (mit 6271 Teraflops zugleich schnellster Rechner Europas), dem Cray-XC40-Computer „Hazel Hen“ des HLRS in Stuttgart (5640 Teraflops) und dem Cray-XC40-System „Shaheen II“ der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saudi-Arabien (5537 Teraflops).

Erstmals seit Einführung der Top500 stellen die USA nicht die meisten Vertreter in der Liste. Stattdessen belegen die Vereinigten Staaten hinter China mit 165 zu 167 Systemen nur Rang zwei. Die Volksrepublik führt dank den beiden Spitzenplätzen auch die Performance-Kategorie an. Europa ist mit 105 Systemen in der Top500-Liste vertreten, zwei weniger als noch im November 2015. Asien konnte sich im gleichen Zeitraum von 173 auf 218 Systeme steigern.

Eindeutiger Anführer in Europa ist Deutschland mit 26 in der Top500 erfassten Supercomputern. Dahinter folgen Frankreich mit 18 und Großbritannien mit 12 Systemen. In Asien ist Japan mit 29 Platzierungen (nach zuvor 37) Chinas größter Verfolger.

Die kombinierte Performance aller 500 erfassten Systeme liegt bei 566,7 Petaflops, nach 420 Petaflops vor sechs Monaten und 363 Petaflops vor einem Jahr. Auf der Liste finden sich 95 Rechner mit einer Leistung von über einem Petaflops, vor einem halben Jahr waren es noch 81. Das langsamste gelistete System erreicht im Linpack-Benchmark 285,9 Teraflops und hätte damit in der vorherigen Ausgabe Platz 351 belegt.

Unter den Herstellern kann Cray seine Führungsposition verteidigen, obwohl sein Anteil an der Gesamtleistung von 25 auf 19,9 Prozent gefallen ist. Dank Sunway TaihuLight geht Platz zwei mit 16,4 Prozent an das NRCPC – mit nur einer einzigen Maschine. IBM nimmt den dritten Rang ein, sein Anteil ging aber von 14,9 auf 10,7 Prozent zurück. Gemessen an der Zahl der Systeme führt Hewlett Packard Enterprise mit 127 (nach 155 im November 2015) vor Lenovo mit 84 und Cray mit 60 (69 im November). IBM belegt in dieser Kategorie mit 38 Systemen Rang fünf.

An der Prozessor-Front dominiert weiterhin Intel. Es hat für 91 Prozent oder 455 der 500 Systeme Prozessoren zugeliefert. Der Anteil von IBM-Power-Prozessoren fiel gegenüber November 2015 von 26 auf 23 Systeme. Der dritte Platz geht mit 13 Systemen oder 2,6 Prozent (minus 1,6 Punkte) an AMD.

Insgesamt verwenden 93 der schnellsten Supercomputer Beschleunigungs- beziehungsweise Coprozessor-Technik, nach 104 vor einem halben Jahr. 67 davon setzen auf Nvidia-Chips, 26 auf Intels Xeon-Phi-Prozessoren, drei auf AMDs Radeon-GPUs und zwei auf PEZY-Technologie. Drei Systeme kombinieren Techniken von Nvidia und Intel. Die durchschnittliche Anzahl der Beschleunigerkerne beträgt 76.000 pro System.

An dem langsamsten System der Top500 lässt sich den Autoren der Liste zufolge ein allgemeiner Trend zu abgeschwächtem Wachstum ablesen. Von 1994 bis 2008 habe der jährliche Leistungszuwachs 90 Prozent betragen, seit 2008 liege er jedoch nur noch bei 55 Prozent.