Hlavní navigace

Linux vládne superpočítačům, výkon grafických karet překonal výkon CPU

Petr Krčmář

Nové vydání žebříčku TOP500 superpočítačů ukázalo, že Linux už nemá konkurenci a je na všech nejvýkonnějších strojích světa. Překvapením je ovšem něco jiného: výkon grafických karet poprvé překonal výkon CPU.

Doba čtení: 3 minuty

Žebříček TOP500 vychází už 25 let a jeho čerstvé vydání přineslo několik překvapení. V první řadě je to výměna na prvním místě, na kterém posledních šest let neohroženě kralovala Čína. Její Sunway TaihuLight má více než 10 milionů jader 64bitových RISC procesorů čínské výroby, které dávají výkon 93 PFLOPS.

Podívejte se, jak vypadal žebříček nejvýkonnějších strojů před půl rokem:

Američané ale už na konci loňského roku plánovali, že brzy spustí nový počítač, který ten čínský hravě překoná. Oak Ridge National Laboratory (ORNL) vytvořila společně s IBM počítač Summit, který má dohromady 27 648 procesorů a s výkonem 200 petaflopů, více než dvojnásobně přeskakuje dosavadní čínskou jedničku.

Summit se skládá z 4356 počítačů, v každém jsou dva 22jádrové procesory Power9 a šest karet Nvidia Tesla V100. Jednotlivé uzly jsou spojené vždy dvěma linkami EDR InfiniBand. Takový výkon musí být chlazen vodou, celý superpočítač si můžete detailně prohlédnout v následující fotogalerii:

Není překvapením, že všechny počítače v současném výročním 50. vydání TOP500 pohání Linux. Poprvé k tomu došlo v minulém podzimním žebříčku, o rok dříve chyběly už pouhé dva počítače. Linux tak dnes v tomto odvětví nemá konkurenci, přestože v roce 2003 měl ještě zanedbatelný podíl.

Jeho nárůst byl ale poté velmi rychlý a během dvou let získal nadpoloviční většinu žebříčku. V roce 2010 pak překonal 90% hranici a během následujících sedmi let pak dosáhl absolutního vrcholu.

V posledních letech také proběhla velká architektonická obměna superpočítačů a výkon se postupně přeléval z procesorů na jádra ve specializovaných grafických kartách. V nejnovějším vydání žebříčku už celkový výkon grafických jader překonal ten procesorový: 56 % špičkového výkonu dnes připadá na karty Nvidia Tesla.

Svůj podíl na tom má také nejvýkonnější stroj Summit, o kterém sama Nvidia tvrdí, že 95 % jeho hrubého výkonu obstarávají právě její karty. Podobně je na tom také třetí počítač v žebříčku, americká Sierra. Ta má v každém uzlu čtyři grafické karty, které mají také lví podíl na celkovém výkonu superpočítače.

Právě díky těmto nejvýkonnějším počítačům světa se Spojeným státům po letech opět podařilo získat většinu výkonu v žebříčku pro sebe. Americké počítače drží dohromady 38,2 % výkonu, na druhém místě je Čína s 29,1 %. Podívejte se, jak vypadá současná první desítka:

Zajímavé je, že zatímco celkový výkon Američanům roste, počet jimi obsazených míst v žebříčku klesá. V současné době drží rekordní minimum: 124 superpočítačů. Před půl rokem to ještě bylo 145. Naopak Číňané ještě svůj náskok zvýšili a z původních 202 poskočili na 206 obsazených míst.

Více než polovina žebříčku (celkem 273 systémů) má výkon vyšší než jeden petaflops, tedy 1015 operací v pohyblivé řádové čárce za sekundu. Před šesti měsíci přitom bylo v žebříčku takových počítačů jen 181.

Svůj podíl na tom má také už zmíněný nárůst počtu akceleračních karet, které se objevují v mnoha nových superpočítačích. Najdete je v pěti systémech z první desítky a v celém žebříčku je používá 110 počítačů. Karty společnosti Nvidia přitom najdete v 96 z nich, sedm dalších využívá Intel Xeon Phi a ve čtyřech najdete technologii PEZY. Zajímavé je, že dva superpočítače kombinují karty Nvidia a Xeon Phi. Průměrně je v těchto 110 akcelerovaných superpočítačích nasazeno přes 145 tisíc „grafických“ jader.

Procesorům v superpočítačích stále kraluje Intel, jehož výrobky najdete v 95 % systémů v žebříčku. Celkem 97,8 % počítačů používá procesory s osmi a více jádry, 82,4 % obsahuje procesory s dvanácti a více jádry a 53,2 % má minimálně šestnáctijádrové procesory.

Celkový výkon v žebříčku TOP500 neustále narůstá, jako poslední se umístil systém s výkonem 716 teraflops, před půl rokem byl na jeho pozici výrazně starší kousek s 548 teraflops. Současný 500. nejvýkonnější počítač světa byl přitom před půl rokem na 372. pozici a je vlastně jisté, že v příštím vydání už ho nenajdeme. Aby se systém dostal do horní stovky, musí mít výkon alespoň 1,7 petaflops.

Výkon všech počítačů v žebříčku letos poprvé překonal další řád a činí 1,22 exaflops. Před šesti měsíci to přitom bylo 845 petaflops a před rokem 749 petaflops. Do této statistiky nejvíce přispívá společnost IBM, která nainstalovala 19,9 % celkového výkonu v žebříčku. Na druhém místě je Cray s 16,5 % a na třetím Lenovo s 12 %.

Našli jste v článku chybu?