ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกขณะนี้อยู่ในประเทศจีน

ข่าวเมื่อวานว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Tianhe-2 ของจีนตอนนี้เร็วที่สุดในโลกไม่ใช่สิ่งที่น่าตกใจ ท้ายที่สุดแล้วรุ่นก่อนหน้านี้อยู่เหนือรายการซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปี 2010

สิ่งที่น่าแปลกใจกว่าคือสถาปัตยกรรมหลัง Tianhe-2 (หรือที่รู้จักกันในชื่อ Milky Way-2) มันใช้สถาปัตยกรรม Xeon Phi ใหม่ของ Intel ซึ่งรวมแกน x86 จำนวนมากไว้ในชิปตัวเดียว ซูเปอร์คอมพิวเตอร์นั้นรวมชิปเหล่านั้นไว้ในสถาปัตยกรรมเดียว ระบบนี้ไม่คาดว่าจะติดตั้งใช้งานอีกสองถึงสามปีดังนั้นฉันรู้สึกประหลาดใจที่เห็นระบบที่ใช้ Xeon Phi เป็นอันดับต้น ๆ สิ่งที่ฉันคิดว่าน่าสนใจที่สุดที่นี่คือการแข่งขันกับระบบที่ใช้ GPU เป็นหลัก อันที่จริงระบบที่ใช้คอร์ GPU CUDA ของ Nvidia ซึ่งติดอันดับเมื่อครั้งที่แล้วตอนนี้อยู่ในอันดับที่สอง

รายการคอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก 500 อันดับแรกของโลกมักจะออกมาปีละสองครั้ง: ร่วมกับ International Supercomputing Conference (ISC) ที่เกิดขึ้นในเยอรมนีและอีกครั้งในการประชุม Supercomputing (SC 13) ในฤดูใบไม้ร่วง

Tianhe-2 ซึ่งตั้งอยู่ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีการป้องกันแห่งชาติในฉางชาประเทศจีนแสดงผลการดำเนินงานอย่างยั่งยืนมากกว่า 33.8 petaflops (มากกว่า 17, 500 ล้านล้านจุดลอยตัวต่อวินาที) และประสิทธิภาพสูงสุดที่ 54.9 petaflops บนมาตรฐาน LINPACK สิ่งนี้ทำให้เร็วขึ้นเป็นสองเท่าของผู้นำคนก่อนหน้านี้ระบบ Titan ซึ่งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา Tianhe-2 มี 16, 000 โหนดโดยแต่ละตัวมี Intel Xeon E5-2692 (โปรเซสเซอร์ 12 คอร์โดยใช้ Ivy Bridge) โปรเซสเซอร์และโปรเซสเซอร์ Xeon Phi สามตัวสำหรับการประมวลผลรวม 3, 120, 000 คอร์ แกน Xeon นั้นสร้างขึ้นจากรุ่น 12 คอร์ของตระกูล Xeon # 5-2600 ที่ใช้สถาปัตยกรรม 22nm Ivy Bridge ระบบทั้งหมดดึง 17.8MW ซึ่งเป็นระบบอันดับต้น ๆ ของรายการ 500 อันดับแรก แต่เนื่องจากตัวเลขประสิทธิภาพสูงดังนั้นจึงถือว่ายังใช้พลังงานค่อนข้างมีประสิทธิภาพ รายการมิถุนายนของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือ Green500 กำลังจะออกในไม่ช้า

ระบบ Titan ของ ORNL ซึ่งติดอันดับรายการก่อนหน้าอยู่ในอันดับที่สอง สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับระบบ Cray XK7 ที่มี 18, 688 โหนดแต่ละอันประกอบด้วย 16-core AMD Opteron 6274 และ Nvidia Tesla K20x หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ตัวเร่งความเร็ว ระบบนี้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยั่งยืนของ 17.5 petaflops (มากกว่า 17, 500 ล้านล้านจุดลอยตัวต่อวินาที) และประสิทธิภาพสูงสุดของกว่า 27 petaflops บนมาตรฐาน LINPACK ระบบ Sequoia ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์ลิเวอร์มอร์ซึ่งใช้ระบบ BlueGene / Q ของไอบีเอ็มและ Power CPUs นั้นมาอยู่อันดับสองในรายการ Top500 เมื่อปีที่แล้ว แต่เลื่อนไปอยู่อันดับที่สาม ระบบที่สี่ยังคงเป็น "คอมพิวเตอร์ K" ที่ RIKEN Advanced Institute for Computational Science ของญี่ปุ่นซึ่งใช้โปรเซสเซอร์ Fujitsu SPARC64

ระบบสี่อันดับแรกแสดงสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกันสี่แบบ ระบบเหล็กขนาดใหญ่แบบดั้งเดิมเช่นระบบ BlueGene (Power) ของไอบีเอ็มและสถาปัตยกรรม SPARC ของฟูจิตสึยังคงทำงานได้เป็นอย่างดี แต่สิ่งที่สนใจส่วนใหญ่คือสถาปัตยกรรม Xeon พีใหม่ของ Intel และสถาปัตยกรรม CUDA ของ Nvidia ในขณะเดียวกันก็ยังมีเรื่องราวที่จีนกำลังดำเนินการเพื่อสร้างตัวประมวลผลของตนเองสำหรับการประมวลผลขั้นสูง

ในรายละเอียดเพิ่มเติม Nvidia ประกาศเมื่อวานนี้ว่านักวิจัยที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกำลังใช้ GPU เพื่อสร้างเครือข่ายประสาทเทียมที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่ออกแบบมาเพื่อจำลองแบบที่สมองของมนุษย์เรียนรู้ นอกจากนี้ยังเปิดเผยว่าชุดเครื่องมือ CUDA ของมันจะรองรับแพลตฟอร์มที่ใช้ ARM

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการประชุมซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Intel ได้เปิดตัวโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ของตระกูล Xeon Phi ซึ่งรวมถึง 7100 ที่มี 61 คอร์โอเวอร์คล็อกที่ 1.23GHz, 16GB รองรับความจุของหน่วยความจำและมากกว่า 1.2TFlops ประสิทธิภาพความแม่นยำสองเท่า ตระกูล Xeon Phi 3100 ที่มี 57 คอร์โอเวอร์คล็อกที่ 1.1GHz และ 1TFlops ของประสิทธิภาพความแม่นยำสองเท่า และ 5100D ใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อให้ซ็อกเก็ตสามารถเชื่อมต่อกับมินิบอร์ดสำหรับใช้ในรูปแบบเบลด Intel กล่าวว่ารุ่นต่อไปที่รู้จักกันในนาม "Knights Landing" และใช้เทคโนโลยีการประมวลผล 14nm ที่กำลังจะมาถึงไม่เพียง แต่จะทำงานในฐานะโปรเซสเซอร์ร่วมเท่านั้น แต่ยังเป็นโปรเซสเซอร์หลักอีกด้วยซึ่งจะเป็นการขจัดความซับซ้อนของการย้ายข้อมูลไปยังหน่วยความจำต่างๆ สิ่งนี้จะรวมหน่วยความจำภายในแพ็คเกจเพื่อเพิ่มความเร็ว

Intel เรียกการรวมกันของโปรเซสเซอร์ Xeon และ Xeon Phi แบบดั้งเดิม "สถาปัตยกรรมแบบใหม่ที่แตกต่างกัน" สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์มีความสามารถในการคำนวณหลายระดับที่เข้าถึงได้โดยโมเดลการเขียนโปรแกรมทั่วไป บริษัท เน้นว่าเนื่องจากเป็น x86 ทั้งหมดที่สามารถปรับปรุงการพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพในรูปแบบที่จะยากขึ้นเมื่อใช้ชุดของตัวเร่งความเร็วซีพียูและ GPU Nvidia และ บริษัท อื่น ๆ ที่ใช้การคำนวณ GPU จะไม่เห็นด้วยกับการประเมินนั้น

Intel ยังได้พูดคุยเกี่ยวกับการใช้คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงไม่เพียง แต่สำหรับการใช้งานทั่วไปเช่นการวิจัยของรัฐบาลและการทหารและการใช้งานเชิงพาณิชย์ระดับสูงเช่นการจำลองน้ำมันและก๊าซ แต่ยังสำหรับการใช้งานเช่นข้อมูลขนาดใหญ่ เป้าหมายคือการทำให้การประมวลผลที่เหนือกว่าเป็นกระแสหลักมากขึ้น

ดูรายชื่อซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Top500 ฉบับเต็มได้ที่นี่