Top500:加速器打破超级计算机的摩尔定律
Jim 发表于:13年06月20日 16:43 [编译] DOIT.com.cn
不久之前,Top 500超级计算机排行榜的创立者在德国莱比锡的国际超级计算机大会上公布了第41次具体排名结果。
不同以往几年,在结果公布前,猜测不断,这次第一名的公布毫无悬念。至强Phi提振的中国天河2号系统的消息泄露了,但很快就在上两周Jack Dongarra访问中国后被证实了。
这次基准测试的真正看点不再是以往那种高度类似的高端系统在性能差异上的不相上下。实际上,去年十一月排名上的几个系统都没有多大变化。甚至泰坦的数据都一样,因为小组决定不进行测试,直接使用去年十一月的结果。
某些系统,包括红杉在内,在重新进行的基准测试里提升了一点点。虽然泰坦被挤出了第一的位置,降至第二,但它仍保有最具效率的系统之一的桂冠,能耗为8.21兆瓦, 能效为2.143 MFlops/W,刚好胜过红杉的7.84兆瓦,2,031.6 MFlops/W。
但天河2号,使用了三百万个处理器,前代MIC卡,从互连到内部软件工作方式的独有的中国制造才是今天的重头戏。而且它赢得毫无悬念,因为——直言不讳地说——它完胜任何其他对手。
为了更详细地说明上图,看看下面这张两种架构的并排对比图,要特别注意观察电源和散热的数量。这两者以它们的体积和我们当前的预期来说,都是相对高效率的系统——不仅如此,它还显示了中国人在超大规模方面向前迈进了一大步,而且正在寻找达到满功率包络的方法。
这次打破传统格局的真正意义是什么?其意义就是围绕着加速器和协处理器这一主题。它给将摩尔定律的稳定曲线推至25兆瓦一下带来了新的思路...当然,它也撼动了全球超级计算机技术市场的向西集中的世界观。
关于最后一点,正如Dongarra提到的,“该系统的大部分功能都是在中国开发的,而且他们只在主要计算部分使用了英特尔的产品。也就是说,互连、操作系统、前端处理器和软件工具基本上都是中国原生的。”
该系统给英特尔做了不小的广告,英特尔在TOP 500中仍拥有80.4%的处理器份额,有人认为这预示着外来组件和系统的新时代的来临。虽然天河2号不是以龙芯为核心的,但中国早晚会使用自主研发的处理器、加速器和协处理器,这仅仅是时间的问题。
美国的下一个超算,洛斯阿拉莫斯国家实验室的Trinity系统什么时候完成还不清楚。但中国已经以天河2号称霸全球的消息向世界发出一个声音,中国已经正式进入超级计算的领域。今年六月的这次排名显示了中国现已成为全球第二大高性能计算使用国,超过了日本,英国,法国和德国——所有这些超算列强。
之后呢?最有可能的就是一些配合内存创新的互连概念,解决效率问题。到时我们所看到的就是一个全球性的超级计算竞争,一些有胆识的新角色也会加入比拼。六月这次没赶上的话,我们将十一月拭目以待。
Top 500创始人Hans Meuer认为,该系统的出现与11年前的“地球模拟器”超级计算机出现时一样具有颠覆性。当时的“地球模拟器”性能超出对手5倍之多,创造了一个新的时代。
Horst Simon告诉我们,如果总功耗为25兆瓦(包括冷却),我们都想让系统在这样的功率包络下运行,但仍然需要开发更节能的技术。“我们正在接近一条摩尔定律曲线,要改进的领域是在互连和内存上。”
Simon指出,“不像过去,我们能预见未来三四年的情况,现在,我没看到有什么非比寻常的东西出现。我们已经从标准架构到多核心的转变中收获了所有好处——魔术子弹已经被射出了。”
这颗魔术子弹,当然,就是强大的加速器。
分析人士认为,在未来几年,前十大超算中,加速器会成为主宰。但是,如果你看一下名单就会发现,使用加速器的系统的数量已经减少了。然而,如果你看一下500个系统的总功率之和,它们占了总体性能的33%。
Dongarra强调,它占了名单中的33%,但上一次排名时是22%,再上一次只有11%。
Horst Simon解释说,截至目前,加速器并没有被用于商业系统广泛使用。大公司在超算上使用的工具会带动更多公司使用加速。
到今年年底之前,天河2号超算会在其临时驻地中国长沙的国防科技大学全面投入运作。然后它将在广州的国家超级计算机中心永久驻留,用以进行生物医学研究、气候学、制造等领域的常规超级计算应用。
即便Trinity在2015年问世,当问到天河2号会称霸多久时,Dongarra微微一笑道,“很长......也许非常久。”