Supercomputer: AMD in fast jedem zehnten System der Top500

Mit einem Neueinsteiger in den Top10 wurde die Weltrangliste der 500 schnellsten Supercomputer alias Top500 aktualisiert. Die neue Nummer fünf heißt Perlmutter und liefert mit einer Kombination aus AMD Milan und Nvidia A100 rund 64,4 PetaFLOPS. AMD konnte seinen Anteil bei den CPUs auf fast zehn Prozent steigern.

Zweimal im Jahr, jeweils im Juni und im November, wird die Top500-Liste auf den neuen Stand gebracht. Das Messinstrument für die Rechenleistung ist wie gewohnt der LINPACK Benchmark, wobei die tatsächlich gemessene Spitzenleistung (Rmax) zählt. Mit „Rpeak“ wird zusätzlich die theoretische Spitzenleistung notiert, aber nicht gewertet.

Perlmutter steigt in die Top10 ein

Zu den derzeit zehn schnellsten Supercomputern zählt jetzt auch das US-System Perlmutter (NERSC-9) am National Energy Research Scientific Computing Center in Kalifornien. Mit rund 64,59 PetaFLOPS schlägt Perlmutter den Superrechner Selene (USA) mit 63,46 PetaFLOPS relativ knapp und ist die neue Nummer Fünf der Weltrangliste. Das nach dem Astrophysiker und Nobelpreisträger Dr. Saul Perlmutter benannte System zählt zu den heterogenen Rechnern und nutzt eine Kombination aus AMDs 64-Kern-Prozessoren des Typs Epyc 7763 (Milan) mit Nvidias GPU-Beschleuniger A100 aus der Ampere-Generation. Den insgesamt mehr als 700.000 Kernen stehen gut 390 TB RAM zur Verfügung. In einer zweiten Ausbauphase soll Perlmutter um reine CPU-Nodes erweitert werden.

Rang (zuvor)	System	Standort	Rechenleistung (Rmax)	Prozessoren	Aufnahme Top500
1 (1)	Fugaku	Japan	442,01 PetaFLOPS	A64FX (48C, 2,2 GHz)	Juni 2020
2 (2)	Summit	USA	148,60 PetaFLOPS	IBM Power9 (22C, 3,07 GHz) Nvidia Volta GV100	Juni 2018
3 (3)	Sierra	USA	94,64 PetaFLOPS	IBM Power9 (22C, 3,1 GHz) Nvidia Volta GV100	Juni 2018
4 (4)	Sunway TaihuLight	China	93,01 PetaFLOPS	Sunway SW26010 (260C, 1,45 GHz)	Juni 2016
5 (–)	Perlmutter	USA	64,59 PetaFLOPS	AMD Epyc 7763 (64C, 2,45 GHz) Nvidia A100	Juni 2021
6 (5)	Selene	USA	63,46 PetaFLOPS	AMD Epyc 7742 (64C, 2,25 GHz) Nvidia A100	Juni 2020
7 (6)	Tianhe-2A	China	61,44 PetaFLOPS	Intel Xeon E5-2692v2 (12C, 2,2 GHz)	Juni 2013
8 (7)	JUWELS Booster Module	Deutschland	44,12 PetaFLOPS	AMD Eypc 7402 (24C, 2,8 GHz) Nvidia A100	November 2020
9 (8)	HPC5	Italien	35,45 PetaFLOPS	Intel Xeon Gold 6252 (24C, 2,1 GHz) Nvidia Tesla V100	Juni 2020
10 (9)	Frontera	USA	23,52 PetaFLOPS	Intel Xeon Platinum 8280 (28C, 2,7 GHz)	Juni 2019

Unverändert bleibt Japans Fugaku-System mit 442,01 PetaFLOPS und großem Abstand der schnellste Supercomputer vor Summit und Sierra aus den USA. Auch fünf Jahre nach der Aufnahme in die Top500 bleibt das chinesische System Sunway TaihuLight mit 93 PetaFLOPS unter den besten fünf. JUWELS Booster Module verlor wegen Perlmutter einen Platz und ist mit 44,12 PetaFLOPS weiterhin der schnellste Supercomputer sowohl Deutschlands als auch Europas.

Vergleich zum November

Gegenüber der letzten Ausgabe der Top500 aus dem November 2020 stieg die vereinte Rechenleistung aller Listenteilnehmer von 2,43 ExaFLOPS auf 2,80 ExaFLOPS. Das Wachstum beträgt damit rund 15 Prozent, während es im November nur knapp 10 Prozent waren.

Waren zuvor mindestens 1,32 PetaFLOPS nötig, um in die Top500 zu gelangen, stieg die Mindesthürde jetzt auf 1,52 PetaFLOPS und mit ebenfalls 15 Prozent Zuwachs ebenfalls deutlich. Um in die Top100 zu gelangen, waren diesmal mindestens 4,13 PetaFLOPS erforderlich.

Anteile bei CPUs und GPUs

Mit 86,2 Prozent Anteil bleibt Intel als CPU-Lieferant in den Top500 dominant, hat aber gegenüber dem November 2020 (91,8 %) mehr als fünf Prozentpunkte eingebüßt. Im Gegenzug konnte AMD seinen Anteil mehr als verdoppeln: Waren es vor gut einem halben Jahr noch 4,2 Prozent, ist AMD jetzt mit 9,8 Prozent fast in jedem zehnten System vertreten.

Bei den Co-Prozessoren respektive Beschleunigern ist weiterhin Nvidia führend. Von den 145 heterogenen Systemen nutzen allein 96 Nvidias Volta-Chips und inzwischen 26 die jüngere Ampere-Generation. Zwei Systeme sind noch mit Intel Xeon Phi bestückt, eines nutzt AMD Vega 20.

Länder und Hersteller

Auch wenn die Zahl der Systeme aus China von 212 auf 187 sank, stellt das Land mit 37,4 Prozent Anteil erneut die meisten Supercomputer in den Top500. Die USA legten von 113 auf 123 Systeme und nun 24,4 Prozent Anteil zu. Deutschland liegt mit 23 Systemen und 7,0 Prozent Anteil auf Rang vier hinter Japan (35 Systeme) und vor Frankreich (16 Systeme).

Nach kumulierter Rechenleistung führen allerdings die USA mit rund 854 PetaFLOPS vor Japan mit rund 635 PetaFLOPS, China mit rund 540 PetaFLOPS und Deutschland mit rund 168 PetaFLOPS.

Die mit Abstand meisten Systeme (184 Stück) stammen vom chinesischen Hersteller Lenovo, der damit vor Inspur (57) und HPE (45) Marktführer bleibt.

Green500 nach Effizienz

Auch die nach Effizienz sortierte Green500-Rangliste wurde aktualisiert. War das japanische System MN-3 letztes Mal noch von Nvidias DGX SuperPod verdrängt worden, liegt es mit nun 29,7 GigaFLOPS/Watt wieder auf Rang eins und das Nvidia-System mit unverändert knapp 26,2 GigaFLOPS/Watt nur noch auf Rang fünf. Dazwischen liegen jetzt drei Systeme mit Nvidias A100-Beschleunigern.

Weitere Details zu den Weltranglisten und Systemen sind wie gewohnt auf top500.org abrufbar.

ComputerBase hat Informationen zu diesem Artikel von Top500.org unter NDA erhalten. Die einzige Vorgabe war der frühest mögliche Veröffentlichungszeitpunkt.