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2013-12-20 00:16 出处:PConline原创 作者:Echo 责任编辑:xujian1
1利用虚拟机 亚马逊强势上榜回顶部

  【PConline 资讯】最近随着SC2013超级计算机大会的召开,新一届的全球超级计算机TOP500榜单也随之出炉。虽然前几名的超算机我们都比较熟悉了,但还是有一些可以让我们眼前一亮的东西。下面我们就来一起看下本次排名中那些特别值得关注的超算,以及当下TOP500中展现出来的一些发展趋势。

利用虚拟机 亚马逊强势上榜

  以484.2 teraflop/s的速度,Amazon再次在世界超算TOP500列表上取得一席之地。区别于其他超级计算机,Amazon使用的是其IaaS云上一些经过高性能优化的虚拟机——26496个节点、106TB内存及10GB的以太网互连。

亚马逊
亚马逊

  集群理论上可以获得一个593.9 teraflop/s的理论峰值,通过Amazon EC2 产品经理了解到,该公司使用的是"c3.8xlarge"实例,该实例拥有16核心,基于2.8 GHz Intel Xeon E5-2680 v2处理器。在2011年,该公司超算获得了其最佳排名第42位,当时的性能是240.1 teraflop/s,这个性能在当下只能排至165位。

天河二号
2013年11月 TOP500数据

  随着超级计算机的发展和应用领域的扩大,超级计算机已经不仅局限在科研、气象、军工等应用领域,包括互联网、制造业、大数据、智慧城市等越来越多的新兴领域都开始使用超级计算机。中国近年来在超级计算机方面的发展也是非常迅速,跃升到国际先进水平国家当中。此次榜单第一名仍然是由中国国防科技大学开发的“天河2号”成功卫冕。

超算
天河二号

  天河二号坐落于广州的国家超级计算中心。天河2号是在我们选择了美国英特尔公司所开发的intel大型超级计算机运行平台作为此次研发天河2号(又称银河2号)的平台后,在基于使用美国英特尔公司Intel大型超级计算机运行平台的“天河2号”(又称银河2号)的运行速度还没开足全部马力的情况下所取得的最好成绩。

天河2
天河二号

  系统当下由16000个节点组成,每个节点有2颗基于Ive Bridge-E Xeon E5 2692处理器和3个Xeon Phi,累计共有32000颗Ive Bridge处理器和48000个Xeon Phi,共计312万个计算核心。有1PB系统内存(每节点64GB)、12.4PB外部存储,操作系统是国产的麒麟Linux。

  TOP500衡量的是超算的浮点计算能力,而解析数据和环境影响排名分别有Graph500和Green500。最新的排名显示,没有一台超算能同时进入三大名单的Top 10:天河2号TOP500为王,但是其数据解析能力只排第6。

2
三个榜单前十名分析

  Graph 500是利用图论模拟超算在分析数据密集型应用时的性能,而 Top500跟踪的是超算的浮点运算能力。

  Graph 500执行委员会主席Richard Murphy说,大数据集在大规模商用应用中日益常见,数据的增长速度远快于摩尔定律下计算机的性能改进速度。

  Green500创始人、弗吉尼亚理工大学的计算机科学家Wu Feng说,总体而言,Green500名单上的超算性能增长速度高于能耗增长速度,因此效率得以提升。>>

 

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2最节能超级计算机Piz Daint回顶部

最节能超级计算机Piz Daint

  TOP500衡量的是超算的浮点计算能力,唯一同时进入Top500和Green500排名前10的就是这里我们要说的Piz Dainte。

Piz-Daint-Destra
Piz-Daint-Destra

  Piz Daint是本次超算Top 10中的新面孔,位于瑞士阿尔卑斯山之后,是当今世界第6快的计算机。Piz Daint使用了Cray XC30系统,坐落于瑞士卢加诺国家超级计算中心(CSCS),是瑞士以及整个欧洲当下最快的计算机。在Linpack基准下,Piz Daint取得了6.27 Pflop/s的成绩,然而它的能耗总计只有2.33 MW,折合2.7 Gflops/W,是Top 10中最节能的计算机。

第二名超级计算机Titan(泰坦)

  “泰坦”超级计算机是一个拥有200个机柜,18688个节点的Cray XK7系统。

Titan(泰坦)超级计算机研制计划
Titan(泰坦)超级计算机研制计划

  每一个计算机节点由一个16核心AMD Opteron 6274处理器和一个英伟达Tesla K20 GPU加速器组成,并配备700TB内存。此外,299008个CPU可被用于引导模拟,同时GPU用来做强力数据处理。

超算
“Titan”(泰坦)

  “泰坦”设计的计算峰值是每秒超过27千万亿次,是上一代同类计算机的十倍多,但越来越多的实验带来了天文数字般的存储量。而使用DataDirect Networks的SFA12K-40存储系统作为支柱打造的“蜘蛛2”系统,能提供40PB(约合4194万GB)的原始存储空间,并能以空前的速度对数据进行处理。

Titan
Titan

  从性能上对比,天河2号相当于几乎两套Titan。>>

3超计算机IBM Sequoia(红杉)回顶部

第三名超计算机IBM Sequoia(红杉)

  IBM Sequoia是IBM为NNSA(National Nuclear Security Administration美国核能安全局)研制的超级计算机,落户在加利福尼亚的Lawrence Livermore National Laboratory(美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室),将用于核武器的实验模拟。

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红杉”(Sequoia)

  IBM Sequoia超级计算机,采用的是BlueGene/Q 架构,蓝色基因系列超级计算机在TOP500中占据的分量也是十分可观。在前50位超级计算机中就有14套蓝色基因超级计算机。按照计划,20 PFLOP/s的Sequoia将采用约160万个A2处理核心,由96个机架构成。

Sequoia建造中
Sequoia

  目前Sequoia的核芯数为157万,距离预定计划的160万个已经相差不远,在年内达到20PFLOPS的运算能力,要在年底前实现20PFLOPS应该不是问题。

第四名富士通的超算“K”

  日本富士通的超算“K”依旧位列第四,本身没有任何变化。

日本的K Computer
日本“京”

第五名超计算机IBM Mira

  第五名“Mira”也是老面孔,但是和红杉一样提高了最大性能。

  尽管CPU+GPU混合系统已经成为高性能计算的趋势之一,但是IBM Mira仍坚持使用单纯的处理器,仅依靠IBM的十六核心PowerPC A2处理器,支持四路并行多线程,每颗处理器搭配至少1GB DDR3内存。IBM没有透露Mira会使用多少颗处理器,只说核心数量将超过7.5万个。

图
“Mira”

  以A2核心为基础的处理器版本从16核心, 2.3G频率, 65W功耗到一个4核心,1.4G频率,20W功耗。每一个A2核心可以同时执行4个多线程(补充:Intel的超线程是两个)。每个核心有8M缓存,并且除了通用计算处理器外,还有一系列任务专属引擎,例如XML,加密解密,压缩和传统的表达加速,4个10G以太网接口和2个PCIe线路。不需要其他支持芯片的情况下,最多可以有四个芯片可以被链接为SMP(对称多处理器)系统。>>

4从榜单看芯片及性能趋势回顶部

从榜单看芯片及性能趋势

天河二号

  TOP500系统中有412个系统(82%)使用的是Intel处理器,6个月前这一比例为80%。

  AMD Opteron 系列位列第二,43个系统占9%,在6个月前为10%。

  IBM Power处理器有40个,占8%。

  IBM在Top 500列表中的性能方面上处于绝对的领先地位,在整体性能上以32%的绝对优势领先,6个月前是33%。

  美国在HPC系统消费显著领先,500个系统中占265(之前是253)。落后于亚洲的115个系统(上次118),欧洲当下的系统数量为102(上次112)。

  亚洲地区的超算支配国家为中国,TOP500系统数量为63,日本是28个。

  在欧洲,UK、France、Germany的差距不大,分别为23、22和20。

知识普及:超级计算机的速度单位

  超级计算机速度以每秒浮点运算次数"FLOPS"(floating-point operations per second)来作量度单位,常见的表示电脑中的峰值或速度用的单位英汉对照如下:

  一个MFLOPS(megaFLOPS)等于每秒100万(=106)次的浮点运算

  一个GFLOPS(gigaFLOPS)等于每秒10亿(=109)次的浮点运算

  一个TFLOPS(teraFLOPS)等于每秒1万亿(=1012)次的浮点运算

  一个PFLOPS(petaFLOPS)等于每秒1千万亿(=1015)次的浮点运算

  一个EFLOPS(exascaleFLOPS)等于每秒100亿亿(=1018)次的浮点运算

  此外,由于浮点积和熔加运算或乘积累加是两次的浮点运算(每条FMA指令包括加/减及乘),因此当处理器支持FMA指令时,峰值是两倍每秒所能运行FMA指令的数目。

  超级计算机的发展,代表着一个国家计算机研究的最高水平,从多方面的预测可以看出,2015年,超级计算机将突破20PFLOPS的大关,而到2019年左右,最快超级计算机将进入百亿亿次的水平。[返回频道首页]

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