Por primera vez, los sistemas TOP500 alcanzan un Petaflop
19 junio 2019
La 53ª edición de la lista TOP500 representa un hito en sus 26 años de historia. Por primera vez, los 500 sistemas alcanzan 1 petaflop o más según el estándar HPL (High Performance Linpack). El punto de entrada en la lista se sitúa actualmente en 1,022 petaflops.
Por primera vez, los sistemas TOP500 alcanzan un Petaflop

Los primeros puestos de la lista se mantienen sin grandes cambios, con tan solo dos nuevas entradas entre los 10 primeros, uno de los cuales es un sistema previamente existente al que se ha añadido capacidad adicional. Dos supercomputadoras construidas por IBM, Summit y Sierra, instaladas en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL), en Tennessee, perteneciente al Departamento de Energía de EEUU, y en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en California, respectivamente, retienen los dos primeros puestos de la lista. Ambas derivan su capacidad de CPUs Power 9 y GPUs NVIDIA V100. El sistema Summit mejoró ligeramente su resultado HPL respecto al de hace seis meses, registrando el récord de 148,6 petaflops, mientras que el segundo sistema de la lista, Sierra, se mantiene sin cambios, en 94,6 petaflops.

Sunway TaihuLight, un sistema desarrollado por el Centro Nacional de Investigación sobre Tecnología e Ingeniería Informática en Paralelo (NRCPC) de China e instalado en el Centro Nacional de Superinformática de Wuxi, ocupa la tercera posición. Impulsado por más de 10 millones de núcleos procesadores SW26010, alcanza 93,0 petaflops.

El cuarto puesto es para la supercomputadora Tianhe-2A (Milky Way-2A), desarrollada por la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa (NUDT) de China e instalada en el Centro Nacional de Superinformática de Cantón. Este sistema emplea una combinación de procesadores Intel Xeon y Matrix-2000 para alcanzar un resultado HPL de 61,4 petaflops.

Frontera, la única supercomputadora nueva entre las 10 primeras, ocupa el quinto puesto gracias a sus 23,5 petaflops HPL. El sistema Dell C6420, impulsado por procesadores Intel Xeon Platinum 8280, se encuentra instalado en el Centro de Informática Avanzada de la Universidad de Texas.

El número seis de la lista es para Piz Daint, un sistema Cray XC50 instalado en el Centro Nacional de Superinformática de Suiza (CSCS) en Lugano. Equipado con CPUs Intel Xeon y GPUs NVIDIA P100, Piz Daint se mantiene como el sistema más potente de toda Europa.

Trinity, un sistema Cray XC40 operado por el Laboratorio Nacional de Los Álamos y el Laboratorio Nacional Sandia, ha aumentado su rendimiento hasta los 20,2 petaflops, permitiéndole alcanzar la séptima posición. Este sistema está basado en procesadores Intel Xeon y Xeon Phi.

La Infraestructura Puente de IA en la Nube (ABCI), instalada en el Instituto Nacional de Tecnología y Ciencia Industrial Avanzada (AIST) de Japón ocupa el puesto número ocho tras alcanzar 16,9 petaflops. El sistema construido por Fujitsu emplea procesadores Intel Xeon Gold y GPUs NVIDIA Tesla V100.

La novena posición es para el sistema SuperMUC-NG, tras registrar 19,5 petaflops. Instalado en el Centro de Superinformática de Leibniz, en Garching, cerca de Múnich, este sistema construido por Lenovo está equipado con procesadores Intel Platinum Xeon y la tecnología de interconexión Omni-Path.

La supercomputadora Lassen mejorada alcanza el puesto 10 de la lista, tras haber experimentado una actualización que ha elevado su resultado original de 15,4 petaflops HPL hasta 18,2 petaflops. Instalada en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, Lassen representa el homologo no clasificado del sistema clasificado Sierra y comparte la misma arquitectura basada en IBM Power9/GPU NVIDIA V100.

 

China lidera por números, EEUU por rendimiento

China ocupa el mayor número de puestos en la lista TOP500, con 219, seguida por Estados Unidos, con 116. Japón se encuentra en tercera posición con 29 sistemas, seguido de Francia con 19, Reino Unido con 18 y Alemania con 14.

A pesar de que EEUU ocupa la segunda posición con bastante diferencia en cuanto al número total de sistemas, varios de ellos se encuentran en la parte superior de la lista, lo cual le permite mantener su liderazgo en términos de capacidad HPL total, con un 38,4% del rendimiento agregado de la lista. Tan solo los sistemas Summit y Sierra representan el 15,6% de los flops HPL de la lista. China, con sus sistemas menos potentes en comparación, ocupa el segundo lugar con un 29,9% del rendimiento total.

 

Los proveedores chinos lideran el camino

El dominio chino en cuanto a número de sistemas también se ve reflejado en ventas de proveedores. Lenovo cuenta con el mayor número de sistemas en la lista, 173, seguido de Inspur con 71 y Sugon con 63. Todos ellos han aumentado su cuota de participación en la lista con respecto a hace seis meses.

HPE, con 40 sistemas, y Cray, con 39 sistemas, ocupan las posiciones cuatro y cinco, respectivamente, mientras que Bull, el único proveedor europeo de la lista, cuenta con 21 sistemas, seguido de Fujitsu, con 13, e IBM, con 12. Sin embargo, puesto que IBM es el proveedor de Summit, Sierra, y varios otros sistemas importantes, su rendimiento agregado en la lista TOP500 es de 207 petaflops, valor únicamente superado por Lenovo, con 14 veces el número de sistemas.

 

Intel y NVIDIA marcan el paso en silicio

Desde la perspectiva de los procesadores, Intel continúa dominando la lista TOP500, dado que los chips de la compañía figuran en el 95,6% de todos los sistemas. Las CPUs IBM Power se encuentran instaladas en siete sistemas, mientras que los procesadores AMD tan solo se encuentran presentes en tres. Tan solo una supercomputadora de la lista, Astra, está basada en procesadores Arm.

Un total de 133 sistemas de la lista TOP500 emplean tecnología de coprocesadores o aceleradores, una ligera reducción desde los 138 de hace seis meses. Entre ellos, 122 sistemas emplean GPUs NVIDIA y casi la mitad (62) utilizan la última generación de procesadores Volta, mientras que el resto (60) están basados en tecnología Pascal y Kepler.

 

Interconexiones, un grupo heterogéneo

Desde la perspectiva de interconexiones, Ethernet continúa dominando la lista en general, con un 54,2% de los sistemas TOP500. InfiniBand es la segunda interconexión más popular, figurando en el 25% de los sistemas, seguida de interconexiones a medida y patentadas, en un 10,8% y Omni-Path en un 9,8%.

Sin embargo, estos valores cambian dramáticamente al examinar las 50 supercomputadoras más potentes de la lista, puesto que el 40% de los principales sistemas emplea interconexiones a medida, seguido de InfiniBand con un 38%, Omni-Path en un 10% y Ethernet en un 2% (1 solo sistema).

 

Resultados Green500

En cuanto a la lista relacionada Green500, la eficiencia energética no ha cambiado demasiado desde la última edición de la lista, en noviembre de 2018. El sistema Shoubu B se mantiene en la primera posición, con una eficiencia de 17,6 gigaflops/vatio. El sistema DGX SaturnV Volta de Nvidia retiene la segunda posición, con 15,1 gigaflops/vatio, seguido de Summit con 14,7 gigaflops/vatio y la Infraestructura Puente de IA en la Nube (ABCI) con 14,4 gigaflops/vatio. Por su parte, el cluster MareNostrum P9 CTE ha mejorado su resultado de hace seis meses y alcanza la quinta posición con 14,1 gigaflops/vatio. En general, la eficiencia energética media de los sistemas de la lista Green500 ha aumentado desde 3,0 gigaflops/vatio hace seis meses hasta 3,2 gigaflops/vatio actualmente.

 

Resultados HPCG

Los resultados del estándar HPCG (High-Performance Conjugate Gradient o Gradiente Conjugado de Alto Rendimiento) no han sufrido cambios significativos desde el pasado mes de noviembre, con los cinco primeros puestos ocupados por Summit, Sierra, el sistema K, Trinity y ABCI reteniendo sus posiciones anteriores desde noviembre de 2018. Summit y Sierra se mantienen como los dos únicos sistemas en superar 1 petaflop según el estándar HPCG, registrando 2,9 petaflops y 1,8 petaflops, respectivamente. El resultado HPCG medio de la lista actual es de 213,3 teraflops, un ligero aumento con respecto a los 211,2 de hace seis meses.