Supercomputer TOP500: IBM supera tutti come prestazioni

La nuova classifica TOP500 dei supercomputer più potenti al mondo ha visto un importante cambio al vertice, con il cinese Sunway TaihuLight che ha ceduto il posto all’americano IBM Summit.

summit IBM supercomputer

La classifica TOP500 dei supercomputer più potenti al mondo ha appena festeggiato il suo 25 ° anniversario con un grande sconvolgimento tra i primi posti. Per la prima volta da novembre 2012 infatti gli Stati Uniti rivendicano il supercomputer più potente del mondo, determinando un significativo cambiamento di rotta per cui oggi quattro dei cinque migliori sistemi sono di nuova realizzazione o sono stati potenziati in modo sostanziale.

Summit, supercomputer costruito da IBM ora in funzione presso l’Oakfield National Laboratory (ORNL) del Department of Energy (DOE) statunitense, ha conquistato il primo posto con una performance di 122,3 petaflops nel benchmark High Performance Linpack (HPL), il punto di riferimento utilizzato per classificare la lista TOP500. Summit ha 4.356 nodi, ciascuno equipaggiato con due CPU Power9 a 22 core e sei GPU NVIDIA Tesla V100. I nodi sono collegati tra loro con una rete InfiniBand EDR dual rail Mellanox.

Sunway TaihuLight, un sistema sviluppato dal Centro nazionale di ricerca cinese di Parallel Computer Engineering & Technology (NRCPC) e installato presso il National Supercomputing Center di Wuxi, è sceso al secondo posto dopo aver guidato la classifica negli ultimi due anni. Il suo punteggio HPL di 93 petaflops è rimasto infatti invariato da quando il supercomputer è entrato in funzione nel giugno del 2016.

Sierra, un nuovo sistema installato presso il Lawrence Livermore National Laboratory del DOE, ha guadagnato immediatamente il terzo posto con un HPL di 71,6 petaflops. Costruita da IBM, l’architettura di Sierra è molto simile a quella di Summit, con ciascuno dei suoi 4.320 nodi alimentati da due CPU Power9 più quattro GPU NVIDIA Tesla V100 e utilizzando lo stesso Mellanox EDR InfiniBand come sistema di interconnessione.

Tianhe-2A, noto anche come Milky Way-2A, è sceso di due posizioni e si trova ora al quarto posto, nonostante abbia ricevuto un importante aggiornamento che ha sostituito i suoi acceleratori Xeon Phi di cinque anni con coprocessori Matrix-2000 personalizzati. Il nuovo hardware ha aumentato le prestazioni del sistema HPL da 33,9 petaflops a 61,4 petaflops, aumentando il consumo energetico solo del 4%. Tianhe-2A è stato sviluppato dalla National University of Defense Technology della Cina (NUDT) ed è installato presso il National Supercomputer Center a Guangzhou.

Il nuovo AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI) è il quinto sistema nell’elenco con un punteggio HPL di 19,9 petaflops. Il supercomputer realizzato da Fujitsu è alimentato da processori Xeon Gold a 20 core e GPU NVIDIA Tesla V100 è installato in Giappone presso l’Istituto nazionale di scienza e tecnologia industriale avanzata (AIST). Piz Daint (19,6 petaflops), Titan (17,6 petaflops), Sequoia (17,2 petaflops), Trinity (14,1 petaflops) e Cori (14,0 petaflops) occupano rispettivamente la sesta, settima, ottava, nona e decima posizione.

supercomputer

Nonostante l’ascesa degli Stati Uniti al vertice delle classifiche, il Paese ora rivendica solo 124 sistemi nella lista (un minimo storico). Solo sei mesi fa gli Stati Uniti avevano 145 sistemi. Nel frattempo la Cina ha migliorato la sua presenza in classifica con 206 sistemi rispetto ai 202 dello scorso anno. Tuttavia, grazie soprattutto a Summit e Sierra, gli Stati Uniti sono riusciti a ottenere il vantaggio sulla Cina per quanto riguarda le prestazioni. I sistemi installati negli Stati Uniti ora contribuiscono al 38,2% delle prestazioni aggregate installate, con la Cina al secondo posto con il 29,1%. Questi numeri rappresentano una netta inversione rispetto a sei mesi fa.

Gli altri Paesi più importanti sono il Giappone con 36 sistemi, il Regno Unito con 22 sistemi, la Germania con 21 sistemi e la Francia, con 18 sistemi. Questi numeri sono quasi gli stessi di quelli dell’edizione precedente. Per la prima volta inoltre le prestazioni totali di tutti i 500 sistemi hanno superato un exaflop, 1.22 exaflop per la precisione (a novembre 2017 si era arrivati a 845 petaflops). Per quanto impressionante, l’aumento delle prestazioni installate è ben al di sotto della precedente tendenza a lungo termine che avevamo visto fino al 2013.

Tendenze tecnologiche

Gli acceleratori sono utilizzati in 110 sistemi TOP500, in leggero aumento rispetto ai 101 sistemi accelerati nella lista di novembre 2017. Le GPU NVIDIA sono presenti in 96 di questi sistemi, tra cui cinque dei primi 10: Summit, Sierra, ABCI, Piz Daint e Titan. Sette sistemi sono equipaggiati con coprocessori Xeon Phi, mentre gli acceleratori PEZY sono utilizzati in quattro sistemi. Altri 20 sistemi ora usano Xeon Phi come unità di elaborazione principale.

Quasi tutti i supercomputer della lista (97.8%) sono alimentati da processori principali con otto o più core e più della metà (53.2%) ha più di 16 core. L’Ethernet, 10G o più veloce, è ora utilizzata in 247 sistemi rispetto a 228 sei mesi fa. InfiniBand si trova su 139 sistemi, in calo rispetto a 163 nell’elenco precedente. La tecnologia Omni-Path di Intel è presente in 38 sistemi, leggermente in crescita rispetto ai 35 di sei mesi fa.

Per la prima volta il principale produttore di supercomputer HPC nell’elenco non proviene dagli Stati Uniti. Lenovo ha infatti preso il comando con il 23,8% (122 sistemi) di tutte le macchine installate, seguita da HPE con il 15,8% (79 sistemi), Inspur con il 13,6% (68 sistemi), Cray con l’11,2% (56 sistemi) e Sugon con 11 percento (55 sistemi). Di questi solo Lenovo, Inspur e Sugon hanno acquisito una quota di sistema aggiuntiva rispetto a sei mesi fa.

Anche se IBM ha due dei primi tre supercomputer in Summit e Sierra, rivendica solo 19 sistemi nell’intero elenco. Tuttavia, grazie a queste due macchine, l’azienda americana contribuisce al 19,9% di tutte le prestazioni TOP500. Sempre a livello prestazionale IBM è seguita da Cray, con il 16,5% delle prestazioni, da Lenovo con il 12,0% e da HPE con il 9,9%. I processori Intel sono infine utilizzati in 476 sistemi, cifra marginalmente più alta rispetto ai 471 sistemi dell’ultimo elenco, mentre i processori IBM Power sono integrati in 13 sistemi, in calo dai 14 sistemi nel novembre 2017.