Supercomputing 17 แสดงคุณสมบัติที่น่าประหลาดใจบางอย่างซึ่งเป็นคำแนะนำสำหรับอนาคต

มีการประหลาดใจเล็กน้อยในการประชุม Supercomputing 17 ในเดือนนี้รวมถึงการแสดงที่ดีมากสำหรับ PEZY-SC2 accelerator รวมถึงการเปลี่ยนแปลงทิศทางของ Intel สำหรับ Xeon Phi นอกจากนี้เรายังเห็นระบบแรกที่สร้างขึ้นด้วยโปรเซสเซอร์ Xeon Scalable (Skylake) ของ Intel และเป็นรายแรกที่นำเสนอ Volta accelerator ของ Nvidia

แต่บางทีสิ่งที่น่าสังเกตมากที่สุดก็คือข่าวที่ว่าระบบของจีนในปัจจุบันคิดเป็น 202 ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ 500 เครื่องจากรายชื่อ 500 อันดับสูงสุดใหม่ล่าสุดเมื่อเทียบกับ 143 จากสหรัฐฯ ระบบอเมริกันได้ครองรายชื่อนับตั้งแต่ก่อตั้งขึ้นเมื่อ 25 ปีที่แล้วและเมื่อไม่กี่เดือนที่ผ่านมาสหรัฐฯมีระบบทั้งหมด 169 ระบบในประเทศจีน 160 ระบบซึ่งเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพโดยรวมเมื่อรวมกับระบบของจีนคิดเป็น 35.4 เปอร์เซ็นต์ของ ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ Top 500

คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกยังคงเป็นเครื่องจักรขนาดใหญ่ของจีนสองเครื่องที่ติดอันดับเป็นเวลาหลายปีในขณะนี้: Sunway TaihuLight จากศูนย์คอมพิวเตอร์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แห่งชาติของจีนในเมืองอู๋ซีด้วยประสิทธิภาพของ Linpack มากกว่า 93 petaflops การดำเนินงานต่อวินาที) และ Tianhe-2 จากศูนย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แห่งชาติของจีนในกวางโจวโดยมีผลการดำเนินงานที่ยั่งยืนมากกว่า 33.8 petaflops สิ่งเหล่านี้ยังคงเป็นเครื่องจักรที่เร็วที่สุดและมีอัตรากำไรที่สูง ระบบ Piz Daint จากศูนย์ประมวลผลแห่งชาติสวิตเซอร์แลนด์ซึ่งเป็นระบบ Cray ที่ใช้ Intel Xeons และ Nvidia Tesla P100 จัดขึ้นเป็นอันดับสามด้วย Linpack ประสิทธิภาพที่ยั่งยืน 19.6 petaflops

การเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่อยู่ด้านบนคือระบบใหม่ในสถานที่ที่สี่: ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Gyoukou รุ่นอัพเกรดระบบ ZettaScaler-2.2 ติดตั้งที่สำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทางทะเลโลกแห่งญี่ปุ่น เครื่องนี้ใช้ตัวเร่งความเร็ว PEZY-SC2 ซึ่งเป็นชิป 2048 คอร์รุ่นที่สองซึ่งให้ประสิทธิภาพสูงสุด 4.096 teraflops ในความแม่นยำสองเท่าเช่นเดียวกับโปรเซสเซอร์ Intel Xeon ทั่วไปรวม 19, 860, 000 แกน (เครื่อง ZettaScaler ก่อนหน้านี้ที่มี PEZY-SC2 ทำรายการในระดับที่ต่ำกว่าในรุ่นมิถุนายน) นั่นเป็นจำนวนสูงสุดของคอร์ที่ใช้ร่วมกันหรือที่รู้จักกันในชื่อระดับสูงสุดของการเกิดพร้อมกัน - ที่เห็นจนถึงปัจจุบันซึ่งเหนือกว่า TaihuLight ซึ่งมี 10.6 ล้านคอร์ เครื่อง Gyoukou ประสบความสำเร็จในการ Linpack ประสิทธิภาพ 19.14 petaflops แต่สิ่งที่น่าสนใจคือมันใช้พลังงาน 1.35 เมกะวัตต์เมื่อเทียบกับ 2.27 เมกะวัตต์สำหรับ PizDaint, 17.8 เมกะวัตต์สำหรับ Tinahe-2 และ 15.4 เมกะวัตต์สำหรับ Taihulight นั่นยังคงเป็นพลังงานจำนวนมาก แต่เป็นการลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับระบบอื่นและตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนว่าความกังวลเรื่องพลังงานมีความสำคัญแม้กระทั่งสำหรับเครื่องที่เร็วที่สุดในโลก นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่าสิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าสถาปัตยกรรมใหม่สามารถลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก

ระบบชั้นนำของสหรัฐอเมริกายังคงเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไททันที่ Oak Ridge National Laboratory ซึ่งเป็นระบบห้าปีที่ใช้ Nvidia K20x GPU accelerator และให้ 17.59 petaflops ซึ่งตอนนี้อยู่ในอันดับที่ห้าในรายการ

ในรายการ Green 500 ล่าสุดของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ประหยัดพลังงานมากที่สุดสี่ในห้าอันดับแรกรวมถึงสามอันดับแรกไปที่ระบบญี่ปุ่นที่เพิ่งติดตั้งใหม่ทั้งหมดนี้ใช้สถาปัตยกรรม ZettaScaler 2.2 และตัวเร่งความเร็ว PEZY-SC2 สิ่งที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือ Shoubu System B ซึ่งติดตั้งที่ศูนย์คอมพิวเตอร์และการสื่อสารขั้นสูงของ RIKEN ระบบ Shoubu System B ทำได้ 17.0 กิกะบิต / วินาที Shoubu System B และอีกสองระบบซึ่งใช้ 16.8 และ 16.7 gigaflops / watt ตามลำดับทั้งหมดอยู่ในครึ่งล่างของ 500 อันดับแรกของรายการ ระบบที่ห้าในการจัดอันดับสีเขียวคือระบบ Gyoukou ที่กล่าวถึงข้างต้น - ระบบหมายเลขสี่ในรายการ 500 อันดับแรกที่ 14.2 gigaflops / watt

สิ่งเหล่านี้เป็นความก้าวหน้าครั้งใหญ่สำหรับตัวเร่ง PEZY-SC2 และอาจชี้ไปยังทิศทางในอนาคตสำหรับสถาปัตยกรรมการคำนวณความเร็วสูง

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอันดับสี่คือระบบ DGX SaturnV Volta ภายในของ Nvidia ซึ่งได้รับ 15.1 gigaflops / watt และมาที่ 149 ใน 500 อันดับสูงสุดของรายการ ระบบนี้มี 22, 440 Volta cores (ซึ่งดูเหมือนจะนับในลักษณะที่แตกต่างกันเล็กน้อยในรายการมากกว่าบางส่วนของแกนอื่น ๆ ) Nvidia ได้มีปีที่ดีมากสำหรับการเร่งความเร็วและมีความหวังสูงสำหรับเครื่องที่ใช้ Volta สถาปัตยกรรม GPU

ตามปกติผู้ค้ารายใหญ่ต่างประสบความสำเร็จในรายการโดย Intel สังเกตว่าซีพียูอยู่ในหกสิบอันดับแรกของระบบและสูงเป็นประวัติการณ์ถึง 471 จาก 500 ระบบ Intel ยังกล่าวด้วยว่า Xeon Scalable Processors ใหม่นั้นอยู่ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ 18 เครื่องพร้อมประสิทธิภาพการทำงานกว่า 25 petaflops แต่สิ่งที่น่าสังเกตมากกว่าคือ Intel บอกว่ากำลังยกเลิก Knights Hill ผู้สืบทอด 10nm ที่วางแผนไว้สำหรับโปรเซสเซอร์ 14nm Knights Landing Xeon Phi บริษัท กล่าวว่าขณะนี้กำลังวางแผนแพลตฟอร์มใหม่สำหรับระบบ exascale (1, 000 petaflops) ภายในปี 2564 แต่ไม่เปิดเผยรายละเอียดใด ๆ

Nvidia ย้ำว่ามี 34 ระบบใหม่ที่มีตัวเร่งความเร็วอยู่ในรายชื่อทำให้ บริษัท รวมถึง 87 Nvidia และพันธมิตรของ IBM กำลังมองหาความเป็นไปได้ที่ตามเวลาที่รายการถัดไปจะครบกำหนดในเดือนมิถุนายนเครื่อง Summit ที่ Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ควรอยู่ในหมู่เครื่องจักรที่อยู่ด้านบนของรายการ เครื่องนี้มีคุณสมบัติ 4600 โหนดโดยแต่ละตัวมี CPU พื้นฐานของ IBM Power 9 และตัวเร่งความเร็ว Nvidia Volta 6 ตัวพร้อมประสิทธิภาพที่คาดการณ์ไว้ประมาณ 200 petaflops สิ่งนี้แตกต่างจากโซลูชั่นภายในของ Nvidia ซึ่ง CPU และ GPU ทั้งหมดสื่อสารผ่าน NVLink 2.0 ในลักษณะที่สอดคล้องกันกับแคชโดยใช้ OpenCAPI ดังนั้น GPU จึงสามารถเข้าถึง RAM ระบบหลักได้โดยตรง การประชุมสุดยอดจะตามด้วยเครื่องเซียร่าที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์ลิเวอร์มอร์และเครื่อง AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI) ในญี่ปุ่น

ฉันสนใจที่จะได้ยิน Cray ประกาศซูเปอร์คอมพิวเตอร์ "พร้อมใช้งานการผลิต" ซึ่งใช้โปรเซสเซอร์ Cavium ThunderX2 บนสถาปัตยกรรม Armv8-A แบบ 64 บิตซึ่งขณะนี้มีให้ใช้เป็นส่วนหนึ่งของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ XC50 แล้ว เครื่องที่ใช้ ARM นั้นกำลังทำการทดสอบที่ Barcelona Supercomputer Center (ซึ่งเครื่องของ Mare Nostrum อยู่ในอันดับที่ 16 ใน Top 500 list) รวมถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์ "Post-K" ในญี่ปุ่นและซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Isambard ในสหราชอาณาจักร Cavium มีการวัดประสิทธิภาพในช่วงต้นของ ThunderX2 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าชิป 14nm ทำงานได้ดีกว่าในแอพพลิเคชั่นแบบมัลติเธรดหรือหน่วยความจำที่ถูกผูกไว้มากกว่า Skylake Xeons ของ Intel แม้ว่า Intel จะยังคงเป็นผู้นำในเธรดเดี่ยว โปรดทราบว่านอกเหนือจากการออกแบบ Cavium แล้ว Qualcomm ยังประกาศชิปเซิร์ฟเวอร์ ARM ที่เรียกว่า Centriq

ในข่าวโปรเซสเซอร์อื่น ๆ AMD ประกาศว่าได้เพิ่มกำลังการผลิตโปรเซสเซอร์ Epyc ของตนแม้ว่าจะยังไม่มีในระบบ 500 อันดับแรกในขณะที่ NEC ประกาศการ์ดเร่งความเร็ว Vector Engine PCIe สำหรับซีรี่ส์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ SX-Aurora TSUBASA รุ่นใหม่ซึ่ง มีแบนด์วิดธ์หน่วยความจำที่รวดเร็วเป็นพิเศษ

ในด้านการเชื่อมต่อ Mellanox กล่าวว่า 77 เปอร์เซ็นต์ของระบบใหม่ใน 500 อันดับแรกของรายการใช้ InfiniBand ในขณะที่ Intel โน้มน้าวความสำเร็จล่าสุดด้วยสถาปัตยกรรม Omni-Path ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในระบบ Xeon Scalable Processor (Skylake) ในขณะเดียวกันผู้ค้าจำนวนหนึ่งกำลังมองหา Gen-Z ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดความหน่วงแฝงและเป็นศูนย์กลางของหน่วยความจำสำหรับการเชื่อมต่อความเร็วสูงมากระหว่างคอมพิวเตอร์และหน่วยความจำ / อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล

เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าเป็นครั้งแรกที่เครื่องทั้งหมดใน Top 500 กำลังใช้งาน Linux อยู่

ระหว่างความประทับใจครั้งแรกที่แข็งแกร่งจาก PEZY-SC2 การตัดสินใจของ Intel ที่จะทิ้ง Knights Mill สำหรับสถาปัตยกรรมใหม่ Volta ของ Nvidia และการแข่งขันใหม่จาก AMD ผู้ขาย ARM และ NEC ตอนนี้เป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นในโลกของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ รายการในปีหน้าน่าสนใจทีเดียวเนื่องจากเราเห็นว่าสถาปัตยกรรมใดที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดและมีประสิทธิภาพมากที่สุดเนื่องจากผู้ขายและไซต์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์หลายแห่งพยายามที่จะวางตำแหน่งตัวเองในการแข่งขันเพื่อผลิตคอมพิวเตอร์ exascale (1, 000 petaflop) กำลังไฟ -20 เมกะวัตต์

อยากรู้เกี่ยวกับความเร็วอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ของคุณหรือไม่ ทดสอบตอนนี้!