Superdatorn är i stort sett oförändrad, men sitter tätt

Den senaste listan över världens snabbaste superdatorer förändrades inte mycket, men den årliga Supercomputing-showen (SC14) innehöll massor av diskussioner om nya system på listan, samt flera högpresterande datormeddelanden, som nya acceleratorer från Intel och Nvidia.

Kinas superdator Tianhe-2, som använder Intel Xeon-CPU: er och Xeon Phi-acceleratorer, förblev på första plats på Top500-listan med högsta prestanda på 54, 9 petaflops (kvadrillioner flytande punktoperationer per sekund). I år var faktiskt de nio bästa systemen identiska med det nya tillägget på 10: e plats - en ospecificerad amerikansk regeringssystemmaskin som är en Cray CS-Storm som drivs av Intel Xeon E5-2660 v2 CPU och Nvidia K40 GPU, ansluten via Infiniband.

Längre ner på listan fanns det 78 nya system, även om detta är ett nytt rekordlåg. Och totalt sett verkar det som om vi ser en avmattning i tillväxttakten för den sammanlagda kraften i de 500 systemen.

Rangordningen för dessa system är baserad på LINPACK-riktmärket, även om det nu finns ett antal ansträngningar för att skapa nya riktmärken riktade mot olika typer av datoranpassning. Jag tyckte det var intressant att Horst Simon, redaktör för Top500-listan, i ett anförande på utställningen sa att trots målet att nå en exascale-dator - 1 exaflops per sekund (ungefär 1 000 petaflops) - fram till 2020, tror han att det sannolikt kommer ta oss till slutet av 2024. Detta beror delvis på att vi kommer att behöva mer energibesparande tekniker - som kiselfotonik och 3D-integration och förpackning - för att hålla kraften som krävs för ett exascale-system ner till 20 megawatt. Det här är stora system.

Trots bristen på stora förändringar överst hörde vi ett par nya tillkännagivanden - särskilt de från Intel och Nvidia, som kunde peka vägen mot snabbare maskiner.

Nvidia, vars GPU och CUDA-programmeringsspråk verkligen startade rörelsen mot acceleratorer och samarbetare i högpresterande datoranläggningar, var hela showen med massor av system. Den erbjuder för närvarande K40-gaspedalen och vid utställningen tillkännagav nästa version, Tesla K80, som använder en dual-GPU-strategi för att erbjuda det företaget säger är nästan två gånger högre prestanda och dubbla sin föregångars minnesbandbredd.

Nvidia säger att K80 erbjuder 4 992 CUDA-kärnor och 24 megabyte RAM och har en toppkapacitet på 2, 91 teraflops per kort. Det är intressant att K80 är tillgänglig nu och att många av systemtillverkarna redan erbjuder system med styrelsen. Till exempel visade Dell sina nya PowerEdge C4130-servrar, som låter dig passa upp till fyra Nvidia-acceleratorkort (eller Intel Xeon Phi-acceleratorer) i en 1U-server, med K80-versionen som erbjuder upp till 7, 2 teraflops i varje låda. Det är bara en galen mängd datorkraft i ett rack (dock en som skulle använda mycket energi och behöver mycket kylning).

Samtidigt meddelade Intel att nästa version av sitt Xeon Phi-chip - en version som kallas Knight's Landing för vilken de första kommersiella systemen börjar levereras nästa år - nu har mer än 50 kunder som planerar att använda den nya processorversionen av delen (där Xeon Phi fungerar som systemprocessor) i nya superdatorer. Många fler system använder kopierings-PCIe-kortversionen av produkten.

Bland kunderna för Knights Landing är Trinity-superdatorn, en gemensam insats mellan Los Alamos och Sandia National Laboratories och Cori-superdatorn, tillkännagiven av US Department of Energy's (DOE) National Energy Research Scientific Computing (NERSC) Center. Knight's Landing är tänkt att erbjuda ungefär 3 teraflops prestanda och kommer att integrera Intels silikonfotonikbaserade Omni-Path Fabric-teknik, som företaget sa skulle erbjuda 100 Gbps linjehastighet och upp till 56 procent lägre switchtygsfördröjning än InfiniBand-alternativ. (Observera att InfiniBand-leverantörerna nu också talar om nya versioner.)

Intel sade att uppföljningen, känd som Knight's Hill, kommer att byggas med Intels 10nm-processteknik och använda nästa generation av Omni-Path-tyget. Det kommer att följa Knight's Landing, men den exakta tidpunkten avslöjades inte.

AMD, som tillkännagav och visade sitt FirePro S9150-singel-CPU-kort, som det säger kan erbjuda 2, 53 teraflops prestanda för att inte bli utelämnad från ekvationen. Detta system, som är programmerat med OpenCL, levereras redan.

Faktum är att en ny superdator som heter L-CSC från GSI Helmholtz Center, baserad på S9150 GPU: er och Intel Xeon 2690v2 10-kärniga CPU: er, toppade den nya versionen av Green500-listan, som listar superdatorer i ordning på processorkraft per watt. Detta markerade första gången ett system kunde övergå 5 gigaflops / watt (miljarder operationer per sekund per watt). Observera att den listan var det andra platsen Suiren, som drivs av PEZY-SC många-core acceleratorer och Xeon CPU; medan resten av de 10 bästa använder Nvidia Tesla GPU: er, vilket visar utbudet av sådana system.

Det finns andra, mer ovanliga alternativ också. Micron visar sitt Automata-chip, i huvudsak ett speciellt chip som är utformat för mönstermatchning, för användning i saker som nätverkssäkerhet och genomicsökning. Detta utvecklas till ett PCIe 3-kort med 32 chips och planeras att lanseras under första kvartalet 2015, initialt i låga volymer. (Företaget står också bakom sitt Hybrid Memory Cube för nästa generations minne för sådana system.) IBM har sin TrueNorth-processor, som den hoppas pekar vägen mot mer "hjärnliknande datoranpassning". NEC arbetar med nästa generation av sin SX-ACE vektorprocessor, som den säger är lättare att programmera än GPU: er. Och naturligtvis försöker ARM komma in på servermarknaden också med att Applied Micros X-Gene1 används som en processor som ansluter till olika acceleratorkort.

Ett antal leverantörer visade nya system. Utöver det Dell-system som jag nämnde tidigare visade Lenovo ett vattenkylt dual-processor-system baserat på en anpassad Intel Xeon E5-2798A-processor (med 16 kärnor som körs upp till 3, 2 GHz), som den säger levererar 1.083 teraflops. Och det sade att nästa års Knights Landing Xeon Phi-processor kommer att möjliggöra ett "peta-kub" -system som levererar mer än en petaflop i bara två standard 42U-rack.

One Stop Servers visade en High Density Compute Accelerator, som använder PCIe Gen3 för att stödja upp till 16 high-end acceleratorboards från en eller flera servrar, där företaget säger att det ger upp till 89, 6 teraflops med Tesla K80-kort. Detta kan fungera med IBMs Power8-processor. Huawei visade USA: s tillgänglighet av sin X6800 Data Center Server och en vätskekyld version av sin FusionServer 9000 bladserver.

För att koppla samman system lanserade Obsidian Technologies sitt InfiniCortex-initiativ, utformat för att ta en 100 Gigabit InfiniBand-anslutning över långa avstånd. Företaget tillkännagav stöd från Singapores byrå för vetenskap, teknik och forskning (A * STAR). Och Mellanox visade 100 Gigabit Infiniband som arbetade över 100 meter via fiber och 8 meter via koppar.

För att skapa de största superdatorerna vänder sig organisationer vanligtvis till företag som IBM och Cray för att sätta ihop systemen, men det tar ofta många år att bygga. Crays största tillkännagivande av typen på utställningen var ett system på 80 miljoner dollar känt som Shaheen II vid King Abdullah University of Science and Technology i Saudiarabien för en Cray XC40, inklusive en Urika-GD-grafikanalysapparat.

Och naturligtvis, precis före showen, tilldelade DOE IBM (och komponentförsäljare Nvidia och Mellanox) ett enormt kontrakt för vad som skulle vara de två största superdatorerna i landet, var och en med mer än 100 petaflops.

Redaktörens anmärkning: Det här inlägget uppdaterades 11/26. Tianhe-2 har en toppprestanda på 54, 9 petaflops, inte teraflops.