Supercomputer: Alle Top500 schaffen mindestens 1 Billiarde FLOPS

Die 53. Ausgabe der Top500, die Weltrangliste der schnellsten Supercomputer, markiert einen Meilenstein: Erstmals erreichen alle 500 Systeme eine Rechenleistung von über 1 PetaFLOPS. Diese reichen von Platz 500 mit 1,022 PetaFLOPS bis zum Spitzenreiter mit 148,6 PetaFLOPS. Deutschland ist erneut in den Top10 vertreten.

Summit bleibt Nr. 1 und rechnet noch schneller

Alle Systeme in den Top500 für Juni 2019 nehmen die Hürde von 1 Billiarde Gleitkomma-Rechenoperationen pro Sekunde im Benchmark High Performance Linpack (HPL). Am schnellsten rechnet erneut das US-System Summit, das mit Power9-Prozessoren von IBM und GV100-Rechenbeschleunigern von Nvidia mit 148,6 PetaFLOPs gegenüber den Top500 im November 2018 noch etwas zugelegt hat. Platz zwei geht erneut an Sierra aus den USA mit ähnlicher Hardware und unveränderten 94,64 PetaFLOPS. Die Plätze drei und vier belegen wie zuvor die chinesischen Systeme Sunway TaihuLight (93,01 PFLOPS) und Tianhe-2A (61,44 PFLOPS).

Neueinsteiger Frontera sorgt für Bewegung

Auf dem fünften Rang gibt es einen Neueinsteiger: Erstmals in der Liste vertreten, erreicht Frontera am Texas Advanced Computing Center (TACC) der University of Texas mit den 28-Kern-CPUs Intel Xeon Platinum 8280 23,52 PetaFLOPS und sorgt für eine Verschiebung der nachfolgenden Plätze.

Das nach wie vor schnellste System Europas, Piz Daint am Schweizer CSCS, wurde somit auf Platz sechs verdrängt. Der schnellste Supercomputer Deutschlands, der SuperMUC-NG, fällt mit unveränderten 19,48 PFLOPS auf Rang neun. Durch ein Upgrade wurde die Leistung des US-Systems „Lassen“ von vormals 15,4 PFLOPS auf nun 18,2 PFLOPS angehoben, sodass dieses einen Platz gut macht und den zehnten Rang belegt. Die Top10 nur knapp verfehlt hat Pangea III, das schnellste System aus Frankreich, das mit 17,86 PFLOPS auf dem elften Platz liegt.

Rang (zuvor)	System	Standort	Rechenleistung (Rmax)	Prozessoren
1 (1)	Summit	USA	148,60 PetaFLOPS	IBM Power9 (22C, 3,07 GHz) Nvidia Volta GV100
2 (2)	Sierra	USA	94,64 PetaFLOPS	IBM Power9 (22C, 3,1 GHz) Nvidia Volta GV100
3 (3)	Sunway TaihuLight	China	93,01 PetaFLOPS	Sunway SW26010 (260C, 1,45 GHz)
4 (4)	Tianhe-2A	China	61,44 PetaFLOPS	Intel Xeon E5-2692v2 (12C, 2,2 GHz)
5 (-)	Frontera	USA	23,52 PetaFLOPS	Intel Xeon Platinum 8280 (28C, 2,7 GHz)
6 (5)	Piz Daint	Schweiz	21,23 PetaFLOPS	Intel Xeon E5-2690v3 (12C, 2,6 GHz) Nvidia Tesla P100
7 (6)	Trinity	USA	20,16 PetaFLOPS	Xeon E5-2698v3 (16C, 2,3 GHz) Intel Xeon Phi 7250
8 (7)	AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI)	Japan	19,88 PetaFLOPS	Xeon Gold 6148 (20C, 2,4 GHz) Nvidia Tesla V100 SXM2
9 (8)	SuperMUC-NG	Deutschland	19,48 PetaFLOPS	Xeon Platinum 8174 (24C, 3,1 GHz)
10 (11)	Lassen	USA	18,20 PetaFLOPS	IBM Power9 (22C, 3,1 GHz) Nvidia Tesla V100

China hat die meisten, USA die stärksten

Mit 219 Systemen führt China erneut bei der Anzahl vor den USA mit 116 Systemen und Japan mit 29. Wird die Rechenleistung der Systeme addiert, liegen wiederum die USA mit rund 600 PFLOPS klar in Front, China kommt auf knapp 466 PFLOPS und Japan auf 117 PFLOPS. Im europäischen Vergleich liegt Frankreich mit 67 PFLOPS bei 19 Systemen vor Deutschland mit 59 PFLOPS und 14 Systemen.

Intel und Nvidia dominieren weiterhin

Auch wenn die beiden schnellsten Systeme mit IBM-CPUs bestückt sind, ist Intel mit Chips in 95,6 Prozent der Systeme vertreten und damit weiterhin unbestrittener Marktführer. IBM-Prozessoren sind nur in sieben Systemen und AMD-Prozessoren sogar nur in zwei Systemen vertreten. Das mit CPUs und GPUs von AMD bestückte Exascale-Projekt Frontier, das mindestens 1,5 ExaFLOPS erreichen soll, wird erst für 2021 erwartet, soll dann aber an der Spitze der Liste stehen. Auch ein kommendes deutsches System setzt AMD-CPUs ein: Hawk am HLRS soll 24 PetaFLOPS erreichen und wäre damit schneller als der SuperMUC-NG.

Von den 133 Systemen, die Koprozessoren respektive Beschleuniger nutzen, setzen 125 und damit 94 Prozent auf Nvidia-GPUs. Die meisten (47 Prozent) verwenden Chips der Volta-Generation, gefolgt von Pascal (36,4 %) und Kepler (9,1 %). Intels Koprozessoren der Familie Xeon Phi kommen noch auf 3,8 Prozent Anteil. Die Xeon Phi sind allerdings bald Geschichte, denn Intel stellt die Produktfamilie ein. Die Nachfolge werden GPUs mit völlig neuer Xe-Architektur antreten, die unter anderem in dem für 2021/2022 geplanten Supercomputer Aurora mit mindestens 1 PetaFLOPS eingesetzt werden wird.

Nvidia ist auch mit eigenen Systemen in den Top500 vertreten und mit dem inzwischen vierten System stärker als je zuvor: Der DGX SuperPOD getaufte Supercomputer erreicht mit Volta-GPUs vom Typ Tesla V100 sowie Intel Xeon Platinum 8174 rund 9,4 PFLOPS und damit Rang 22.

HPE gemeinsam mit Cray zur neuen Größe

Unter den Systemherstellern liegt Lenovo mit 173 Supercomputern und 34,6 Prozent Anteil weiter ungeschlagen an der Spitze, gefolgt von Inspur und Sugon (beide ebenfalls aus China). HPE und Cray kommen auf 40 Systeme respektive 39 Systeme. Durch die bevorstehende Übernahme von Cray durch HPE würde dies Rang zwei bei der Anzahl bedeuten. Bei der aggregierten Rechenleistung würde HPE/Cray mit 303,66 PFLOPS für seine Systeme sogar Lenovo mit 302,08 PFLOPS knapp schlagen.