Ha azt hitted, a szuperszámítógépes csúcs ma már egyet jelent a GPU-kkal, a legfrissebb Top500 lista ad egy józan pofont: Kína visszavette az első helyet egy olyan rendszerrel, ami CPU-kra épít, és közben átlépte a 2 exaflopsos határt.

Mi történt

A Top500 rangsor élére a kínai National Supercomputer Center LineShine nevű rendszere került, 2,198 exaflopsos teljesítménnyel. Az „exaflops” itt azt jelenti, hogy a gép másodpercenként nagyságrendileg kvintillió (10^18) lebegőpontos műveletet tud elvégezni — ez a nagy skálájú szimulációk és tudományos számítások egyik kulcsmérőszáma. A LineShine megelőzte az amerikai El Capitant (1,809 exaflops), amely a Lawrence Livermore National Laboratoryban működik.

A különlegesség nem csak a csúcssebesség: ez az első rendszer, amely 2 exaflops fölé ment „tartós, dupla pontosságú” teljesítményben kizárólag CPU-val. A „dupla pontosság” (double precision) a számítási pontosság egy szintje — gondolj rá úgy, mint amikor nem elég közelítőleg számolni, hanem sok tizedesjegy pontosság kell (például klímamodellekhez vagy anyagtudományi szimulációkhoz). A gép egy egyedi, 304 magos processzorra épül, összesen 13,79 millió CPU-magot használ 1,55 GHz-en, és saját (proprietary) összeköttetési hálózattal köti össze a csomópontokat.

Energiaoldalon a LineShine kb. 42,2 megawattot vesz fel, és 52,07 gigaflops/watt hatékonyságot ér el. Ez nem csak villanyszámla-kérdés: a szuperszámítógépes fejlesztések egyik legkeményebb korlátja ma az, hogy hogyan lehet még nagyobb teljesítményt kipréselni úgy, hogy közben ne szaladjon el a fogyasztás és a hűtés igénye.

Miért fontos

A történet egyik tanulsága, hogy a csúcsteljesítményhez vezető út nem egyetlen technológiai recept. Az elmúlt években a leggyorsabb rendszerek jellemzően GPU-gyorsítókra támaszkodtak (a GPU-t itt úgy képzeld el, mint egy „tömegmunkás” számolóegységet, ami rengeteg párhuzamos feladatot tud egyszerre vinni), ehhez képest a LineShine CPU-only megközelítése azt üzeni: megfelelő processzor- és rendszertervezéssel más irányból is elérhető az exaszint. A listán ráadásul már öt exaszintű rendszer van: egy Kínában, három az USA-ban és egy Németországban, ami azt mutatja, hogy a „nagygépes” számítás stratégiai verseny maradt, de többpólusú.

Mire figyelj

  1. Mit jelent a CPU-only exaszint a szoftvereknek? Ha a csúcsteljesítmény nem kizárólag GPU-ra épül, az hat a kutatói kódok optimalizálására és a fejlesztői eszközökre is: más a párhuzamosítás, más a memória- és hálózati szűk keresztmetszet.
  2. Energiahatékonyság vs. nyers teljesítmény: a 42,2 MW-os fogyasztás mellett különösen érdekes lesz, hogyan alakul a rangsor, ha a hatékonyság (valós „hasznos munka” watt-onként) még nagyobb súlyt kap.
  3. Átláthatóság és ellátási lánc: a LineShine több részletét nem hozták nyilvánosságra (például a CPU gyártóját és a chiptechnológiát). Ez nem csak kíváncsiság: a teljesítmény mögötti gyártási és tervezési képességek megértéséhez ezek a részletek később sokat számítanak.
  4. Architekturális sokszínűség: a Top500 szervezői külön kiemelték, hogy nincs egyetlen domináns út (CPU, GPU, APU vagy egyedi gyorsítók). Ez a következő években valószínűleg még több „vegyes” megoldást és kísérletezést hoz majd, nem egyetlen győztes platformot.