Supercomputer Top500 11/2006: Dual-Core-Turbo statt Neuinstallation

Hybridansatz aus Japan

Auf Platz 9 folgt das schnellste japanische System, das TSUBAME Grid Cluster des Tokyo Institute of Technology. Dies ist gleichzeitig der leistungsstärkste Vertreter einer interessanten Klasse neuer Systeme: So genannte Hybridsysteme besitzen neben der "normalen" CPU noch Spezial-CPUs, die als mathematische Coprozessoren genutzt werden. Im Fall des TSUBAME-Systems sind dies CSX600-Beschleuniger der britischen Firma ClearSpeed, die bei einer Rechenleistung von 25 GFlops nur 5 Watt Leistungsaufnahmen besitzen sollen.

Auf diese Beschleuniger können einzelne Kernfunktionen eines Programms ausgelagert werden. Dabei identifiziert man zunächst die Teile des Programms, deren Abarbeitung auf der Haupt-CPU nicht sonderlich effektiv ist. Für diese Funktionen entwickelt man dann schnelle Softwareroutinen, die auf dem Accelerator Board laufen.

Noch ist unklar, ob sich ein solches Architekturmodell auch bei allgemeinen Höchstleistungsrechnern durchsetzen kann. Eine ähnlich leistungsfähige Infrastruktur an Entwicklungswerkzeugen, wie sie auf "normalen" Höchstleistungsrechnern heute anzutreffen ist, ist für die hybriden Architekturen bei weitem noch nicht in Sicht. Unter Umständen müssen für solche Systeme komplett neue Programmierparadigmen entwickelt und durchgesetzt werden. Bei den bisher geplanten und realisierten Systemen beschränkt man sich noch auf eine einzige, ganz spezielle Anwendung. Diese wird dann mit großem Aufwand auf das Zielsystem portiert und optimiert.

Auf den Plätzen 169 bis 184 scheint ein weiteres Projekt mit hybrider Architektur seine Schatten vorauszuwerfen: Die dort aufgelisteten Systeme sind mutmaßlich alle Teil des am Los Alamos National Laboratory geplanten RoadRunner-Systems. Dabei werden einem Opteron-Knoten mehrere Cell-Prozessoren als Beschleuniger zur Seite gestellt. Derzeit ist der Cell-Prozessor eher dadurch im Gespräch, dass er in Sonys PlayStation 3 seinen Dienst verrichtet. Das könnte sich mit dem RoadRunner ändern, denn er soll als erster Rechner die PFlop-Grenze durchbrechen. Mehr zu diesem Prozessor lesen Sie in unserem Beitrag Alleskönner oder Hype - der Cell-BE-Prozessor.