Опубликована 60 редакция рейтинга самых высокопроизводительных суперкомпьютеров

Опубликован 60-й выпуск рейтинга 500 самых высокопроизводительных компьютеров мира. В новой редакции в десятке лидеров наблюдается только одно изменение - 4 место занял кластер Leonardo, размещённый в итальянском центре научных исследований CINECA. Кластер включает почти 1.5 миллиона процессорных ядер (CPU Xeon Platinum 8358 32C 2.6GHz) и обеспечивает производительность 255.75 петафлопс при энергопотреблении 5610 киловатт.

Тройка лидеров как и 6 месяцев назад включает кластеры:

• Frontier - размещён в Ок-Риджской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Кластер насчитывает почти 9 миллионов процессорных ядер (CPU AMD EPYC 64C 2GHz, ускоритель AMD Instinct MI250X) и обеспечивает производительность 1.102 экзафлопс, что почти в три раза больше, чем в кластере, занимающем второе место (при этом энергопотребление Frontier на 30% ниже).
• Fugaku - размещён в Институте физико-химических исследований RIKEN (Япония). Кластер построен с использованием процессоров ARM (158976 узлов на базе SoC Fujitsu A64FX, оснащённых 48-ядерным CPU Armv8.2-A SVE 2.2GHz). Fugaku обеспечивает производительность 442 петафлопс.
• LUMI - размещён в Европейском суперкомпьютерном центре (EuroHPC) в Финляндии и обеспечивающий производительность 151 петафлопс. Кластер построен на той же платформе HPE Cray EX235a, что и лидер рейтинга, но включает 1.1 млн процессорных ядер (AMD EPYC 64C 2GHz, ускоритель AMD Instinct MI250X, сеть Slingshot-11).

Что касается отечественных суперкомпьютеров, то созданные компанией Яндекс кластеры Chervonenkis, Galushkin и Lyapunov опустились с 22, 40 и 43 мест на 25, 44 и 47 места. Данные кластеры созданы для решения задач машинного обучения и обеспечивают производительность 21.5, 16 и 12.8 петафлопс соответственно. Кластеры работают под управлением Ubuntu 16.04 и оснащены процессорами AMD EPYC 7xxx и GPU NVIDIA A100: кластер Chervonenkis насчитывает 199 узлов (193 тысячи ядер AMD EPYC 7702 64C 2GH и 1592 GPU NVIDIA A100 80G), Galushkin - 136 узлов (134 тысячи ядер AMD EPYC 7702 64C 2GH и 1088 GPU NVIDIA A100 80G), Lyapunov - 137 узлов (130 тысяч ядер AMD EPYC 7662 64C 2GHz и 1096 GPU NVIDIA A100 40G).

Развёрнутый Сбербанком кластер Christofari Neo опустился с 46 на 50 место. Christofari Neo работает под управлением NVIDIA DGX OS 5 (редакция Ubuntu) и демонстрирует производительность 11.9 петафлопс. Кластер насчитывает более 98 тысяч вычислительных ядер на базе CPU AMD EPYC 7742 64C 2.25GHz и поставляется с GPU NVIDIA A100 80GB. Второй кластер Сбербанка (Christofari) за полгода сместился с 80 на 87 место в рейтинге.

В рейтинге также остаются ещё два отечественных кластера: Lomonosov 2 - сместился с 262 на 290 место (в 2015 году кластер Lomonosov 2 занимал 31 место, а его предшественник Lomonosov в 2011 году - 13 место) и MTS GROM - сместился с 318 на 352 место. Таким образом число отечественных кластеров в рейтинге не изменилось и как шесть месяцев назад составляет 7 систем (для сравнения в 2020 году в рейтинге было 2 отечественные системы, в 2017 году - 5, а в 2012 году - 12).

Наиболее интересные тенденции:

• Распределение по количеству суперкомпьютеров в разных странах:
  • Китай: 162 (173 - полгода назад). В сумме китайские кластеры генерируют 10% от всей производительности (полгода назад - 12%);
  • США: 127 (127). Суммарная производительность оценивается в 43.6% всей производительности рейтинга (полгода назад - 47.3%);
  • Германия: 34 (31). Суммарная производительность - 4.5%;
  • Япония: 31 (34). Суммарная производительность - 12.8%;
  • Франция: 24 (22). Суммарная производительность - 3.6%;
  • Великобритания: 15 (12);
  • Канада 10 (14);
  • Нидерланды: 8 (6);
  • Южная Корея 8 (6)
  • Бразилия 8 (6);
  • Россия 7 (7);
  • Италия: 7 (6);
  • Саудовская Аравия 6 (6);
  • Швеция 6 (5);
  • Австралия 5 (5);
  • Ирландия 5;
  • Швейцария 4 (4);
  • Финляндия: 3 (4).
  • Сингапур: 3;
  • Индия: 3;
  • Польша: 3;
  • Норвегия: 3.
• В рейтинге операционных систем, используемых в суперкомпьютерах, уже шесть лет остаётся только Linux;
• Распределение по дистрибутивам Linux (в скобках - 6 месяцев назад):
  • 47.8% (47.8%) не детализируют дистрибутив;
  • 17.2% (18.2%) используют CentOS;
  • 9.6% (8.8%) - RHEL;
  • 9% (8%) - Cray Linux;
  • 5.4% (5.2%) - Ubuntu;
  • 3.8 % (3.8%) - SUSE;
  • 0.8% (0.8%) - Alma Linux;
  • 0.8% (0.8%) - Rocky Linux;
  • 0.2% (0.2%) - Scientific Linux.
• Минимальный порог производительности для вхождения в Top500 за 6 месяцев составил 1.73 петафлопс (полгода назад - 1.65 петафлопс). Четыре года назад лишь 272 кластера показывали производительность более петафлопса, пять лет назад - 138, шесть лет назад - 94). Для Top100 порог вхождения вырос с 5.39 до 9.22 петафлопс;
• Суммарная производительность всех систем в рейтинге за 6 месяцев возросла с 4.4 до 4.8 экзафлопсов (три года назад было 1.650 экзафлопсов, а пять лет назад - 749 петафлопсов). Система, замыкающая нынешний рейтинг, в прошлом выпуске находилась на 458 месте;
• Общее распределение по количеству суперкомпьютеров в разных частях света выглядит следующим образом: 218 суперкомпьютер находится в Азии (229 - полгода назад), 137 в Северной Америке (141) и 131 в Европе (118), 8 в Южной Америке (6), 5 в Океании (5) и 1 в Африке (1);
• В качестве процессорной основы лидируют CPU Intel - 75.6% (полгода назад было 77.4%), на втором месте AMD 20.2% (18.8%), на третьем IBM Power - 1.4% (было 1.4%).
• 22.2% (полгода назад 20%) всех используемых процессоров имеют 24 ядра, 15.8% (15%) - 64 ядра, 14.2% (19.2%) - 20 ядер, 8.4% (8.8%) - 16 ядер, 7.6% (8.2%) - 18 ядер, 6% - 28 ядер, 5% (5.4%) - 12 ядер.
• 177 из 500 систем (полгода назад - 167) дополнительно используют ускорители или сопроцессоры, при этом в 161 системе задействованы чипы NVIDIA, в 9 - AMD, в 2 - Intel Xeon Phi (было 5), 1 - PEZY (1), в 1 - MN-Core, 1 - Matrix-2000;
• Среди производителей кластеров на первом месте закрепилась компания Lenovo - 32% (полгода назад 32%), на втором месте компания Hewlett-Packard Enterprise - 20.2% (19.2%), на третьем месте компания Inspur - 10% (10%), далее следуют Atos - 8.6% (8.4%), Sugon 6.8% (7.2%), Dell EMC 3.6% (3.4%), NVIDIA 2.8% (2.8%), NEC 2.4% (2%), Fujitsu 2% (2.6%), MEGWARE 1.2%, Penguin Computing - 1.2% (1.2%), IBM 1.2% (1.2%), Huawei 0.4% (1.4%).
• Для связи узлов в 46.6% (полгода назад 45.4%) кластеров используется Ethernet, InfiniBand применяется на 38.8% (39.2%) кластеров, Omnipath - 7.2% (7.8%). Если рассматривать суммарную производительность, то системы на базе InfiniBand охватывают 33.6% (32.4%) всей производительности Top500, а Ethernet - 46.2% (45.1%).

В ближайшее время ожидается публикация нового выпуска альтернативного рейтинга кластерных систем Graph 500, ориентированного на оценку производительности суперкомпьютерных платформ, связанных с симулированием физических процессов и задач по обработке больших массивов данных, свойственных для таких систем. Рейтинги Green500, HPCG (High-Performance Conjugate Gradient) и HPL-AI объединены с Top500 и отражаются в основном рейтинге Top500.