HPEs Supercomputer Frontier knackt die Exaflop-Marke
Posted by Julia Werner •
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Neuer HPC-Europarekord
Jens-Christoph Brendel
Der Supercomputer Piz Daint schafft es mit 6,2 Petaflop/s Rechenleistung als schnellster europäischer Rechner in die Spitzengruppe der heute veröffentlichten 42ten Top500-Liste der Supercomputer weltweit.
Darüber hinaus stellt Piz Daint (ein Cray XC30) das erste Petascale-System dar, das die die 3 Gigaflops-pro-Watt-Grenze durchbricht (3,11 Gigaflops/Watt). Dies bedeutet eine um 50 Prozent höhere Energieeffizienz als der nächstplatzierte Rechner der energieeffizientesten Petaflops-pro-Watt-Systeme.
Der weltschnellste Rechner überhaupt ist nach wie vor der Tianhe-2, ein Superrechner der China’s National University of Defense Technology. Er bewältigt 33,86 Petaflop/s im LINPACK-Benchmark. Auf dem Silberrang rangiert Titan, ein Cray XK7-System, installiert im Department of Energy’s (DOE) Oak Ridge National Laboratory. Für diesen Rechner stehen 17,59 PFlop/s zu Buche. Auf Platz 3 gelangte Sequoia, ein IBM BlueGene/Q-System des Lawrence Livermore National Laboratory mit 17,17 PFlop/s.
So beeindruckend die stetig wachsende Rechenleistung auch ist, wurde gleichzeitig erst kürzlich wieder deutlich, wie beschränkt sie verglichen mit dem intellektuellen Leistungsvermögen des Menschen tatsächlich dennoch ist. Ein Team japanischer und deutscher Wissenschaftler konnte auf einem Supercomputer mit 83 000 Prozessoren ein Prozent der menschlichen Hirntätigkeit während einer Sekunde simulieren - und brauchten dafür 40 Minuten.
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US-Supercomputer Frontier durchbricht Daten-Schallmauer
Eine Trillion Berechnungen je Sekunde: Eine neue Ära der Rechenleistung hat begonnen. Doch wie weit sind die Chinesen?
Was in der Luftfahrt einst die Schallmauer war, ist in der Computerbranche die sogenannte Exascale-Hürde: ein Rechner, der binnen einer Sekunde mehr als eine Trillion Berechnungen ausführt. Damit können schwierigste Aufgaben und aufwendigste Berechnungen durchgeführt, komplizierte theoretische Modelle zur Erforschung des Weltalls oder auch des Verhaltens an den Finanzmärkten aufgestellt, neue Materialien simuliert, innovative Medikamente entworfen und physikalische Probleme angepackt werden.
Stephan Finsterbusch Redakteur in der Wirtschaft. Folgen Ich folge
So wie die amerikanische Fliegerlegende Charles E. Yeager vor 75 Jahren als erster Mensch die Schallmauer durchbrochen und damit einen bis dato für unmöglich gehaltenen Geschwindigkeitsrekord aufgestellt hatte, so übersprangen nun auch Ingenieure in den Vereinigten Staaten mit einem speziell gebauten Computer der Extraklasse die gigantische Rechenleistung von 1000 Billiarden Rechenoperationen je Sekunde.
Chinesen und Japaner
Die Maschine ist ein Gemeinschaftswerk mehrerer US-Hightech-Unternehmen wie des Chipherstellers AMD und des Computerbauers HP. Sie steht in einer Forschungseinrichtung des Washingtoner Ministeriums für Energie, nennt sich Frontier, ist so groß wie mehrere nebeneinandergestellte Schrankwände und kühlt ihre heiß laufenden Chips mit einer Wasserkühlung. Mit ihrer Leistungskraft läutet sie ein neues Zeitalter für Computer ein.
Darüber hinaus setzen sich die Amerikaner mit dem Rechner wieder an die Spitze der zweimal im Jahr erstellten Top-500-Liste der rechenstärksten Computer. Hier gaben in den vergangenen Jahren vor allem Chinesen und Japaner mit ihren Systemen den Ton an. Dabei kommt es nicht mehr nur darauf an, Tausende Prozessoren und Grafikchips als Rechenhirne eines jeden Computers zusammenzuschalten; es ist auch wichtig, entsprechende Netzwerke zu entwickeln und Software zu programmieren, welche die Leistungen dieser Chip-Cluster abrufen können.
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Die Vereinigten Staaten wollen in den kommenden Jahren mehrere Exascale-Systeme bauen. China und Europa ziehen mit. Allerdings müssen sowohl Peking wie auch Brüssel für ihre Systeme auf Komponenten amerikanischer Chiphersteller, Netzwerkausrüster und Softwareunternehmen zurückgreifen. Im Rahmen des sogenannten Euro-HPC-Programms stehen 7 Milliarden Euro für den Neu- und Ausbau europäischer Supercomputer in Richtung Exascale zur Verfügung.
Wegen der seit 2021 geltenden US-Sanktionen gegen China, die es amerikanischen Firmen verbieten, Produkte aus Schlüsseltechnologien ins Reich der Mitte zu liefern, gibt Peking keine neuen Supercomputer-Systeme mehr bekannt. Fachleute gehen davon aus, dass das Land mindestens ein Exascale-System hat, das der Leistung der amerikanischen Frontier-Maschine nahe kommt oder sie gar übertreffen könnte. Der weltweite Markt für Supercomputer wird derzeit auf 36 Milliarden Dollar beziffert. 2027 soll er knapp 50 Milliarden Dollar groß sein.
HPEs Supercomputer Frontier knackt die Exaflop-Marke
Der aktuell leistungsstärkste Supercomputer kommt aus den USA. Dies besagt zumindest die Ende Mai aktualisierte "TOP500 LIST". Auf Platz 1 rangiert dort Supercomputer Frontier, entwickelt von HPE und dem Oak Ridge National Laboratory. Die Maschine sei mehr als doppelt so leistungsfähig wie der zweitplatzierte Fugaku aus Japan, den das dort ansässige Unternehmen Fujitsu im Oktober 2020 vorstellte. Laut der Top-500-Liste rechnet Frontier mit bis zu 1,1 Exaflops. Seine theoretische Höchstleistung beträgt gar 2 Exaflops, also 2 Trillionen Gleitkommazahlen-Operationen.
"Frontier läutet eine neue Ära des Exascale-Computings ein, um die grössten wissenschaftlichen Herausforderungen der Welt zu lösen", sagt Thomas Zacharia, Direktor des Oak Ridge National Laboratory. Frontier basiert auf der Cray-EX-Plattform, die 2019 von HPE übernommen wurde. Er besteht aus 74 Gehäusen und wird von AMD-Prozessoren mit insgesamt 8'730'112 Kernen angetrieben.
Mitte Mai gab HPE bekannt, seine erste High-Performance-Computing- und KI-Fabrik in Europa bauen zu wollen. Global ist es bereits der vierte Standord für eine solche Fabrik, wie Sie hier lesen.
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