Supercomputing-Rangliste und HPC-Trends

TOP500 6/2008: RoadRunner-Supercomputer durchbricht Petaflop-Schranke

Erstmals hat mit dem IBM RoadRunner ein Rechner die Petaflop-Grenze in der offiziellen TOP500-Supercomputer-Rangliste überschritten. Mit seinem Hybridansatz aus Opteron- und weiterentwickelten Cell-CPUs geht RoadRunner dabei einen ganz neuen Weg.

Im Rahmen der Internationalen Supercomputing Konferenz wurde Mitte Juni die neueste Ausgabe der Liste der 500 schnellsten Computer der Welt veröffentlicht. Die Konferenz fand in diesem Jahr vorerst zum letzten Mal in Dresden statt. Nächstes Jahr wird sie nach Hamburg umziehen.

Für die aktuelle Liste hatten die Macher – Jack Dongarra, Hans Meuer, Horst Simon und Erich Strohmaier – ein absolutes Highlight zu präsentieren: die neue Nummer 1, das RoadRunner-System des Los Alamos National Laboratory. Dieses System hat erstmals die Petaflop-Schranke durchbrochen. Das bedeutet, dass die Maschine in der Lage ist, 10^15 Fließkommaoperationen pro Sekunde durchzuführen, um das für die TOP500-Liste zugrunde liegende Problem zu berechnen. Der sogenannte Linpack-Benchmark beschäftigt sich dabei mit dem Lösen eines riesigen linearen Gleichungssystems.

Dabei geht RoadRunner einen derzeit noch ungewöhnlichen Weg, um diese Rechenleistung zu erzeugen. RoadRunner ist ein hybrides System, bei dem in einem klassischen, mit InfiniBand verbundenen Opteron-Cluster weitere Recheneinheiten mit PowerXCell-8i-Prozessoren eingefügt sind. Diese beschleunigen die Anwendungen signifikant. Der PowerXCell-8i-Prozessor ist eine von IBM betriebene Weiterentwicklung des aus der Playstation 3 bekannten Cell Prozessors. IBM hat ihm zum einen die korrekte Rundung bei Fließkommaoperationen spendiert – eine unabdingbare Voraussetzung für jeden Einsatz im Bereich des wissenschaftlichen Hochleistungsrechnens. Zum anderen beherrscht der PowerXCell-8i jetzt Fließkommaoperationen mit doppelter Genauigkeit in Hardware. Bisherige Cell-CPUs waren nur auf die einfache Floatingpoint-Rechengenauigkeit ausgelegt, was sie für viele wissenschaftliche Anwendungen unbrauchbar machte.

Neue Nummer 1: Mit 1,4 PFlop/s Peak setzt sich der RoadRunner des Los Alamos National Laboratory deutlich an die Spitze der TOP500. (Quelle: www.lanl.gov)
Neue Nummer 1: Mit 1,4 PFlop/s Peak setzt sich der RoadRunner des Los Alamos National Laboratory deutlich an die Spitze der TOP500. (Quelle: www.lanl.gov)

Ein klarer Vorteil dieses hybriden Ansatzes ist, dass eine signifikant größere Rechenleistung bei gegebenem Budget erreicht wird. Auch nimmt die Energieeffizienz in der Regel deutlich zu. So ist der RoadRunner nicht nur führend bei der Rechenleistung, sondern auch auf Seite der Energieausbeutung deutlich besser positioniert als sogar die BlueGene-Systeme, die bisher das Maß der Dinge waren.