Вычислительная мощность суперкомпьютера

Вычислительная мощность суперкомпьютера

Вычислительная мощность суперкомпьютера (производительность суперкомпьютера) — это количественная характеристика скорости выполнения определённых операций на суперкомпьютере. Чаще всего вычислительная мощность измеряется в флопсах (количество операций с плавающей точкой в секунду), а также производными от неё. На данный момент принято причислять к суперкомпьютерам системы с вычислительной мощностью более 10 Терафлопс (10¹³ или десять триллионов флопс; для сравнения среднестатистический современный настольный компьютер имеет производительность порядка 0.1 Терафлопс). Наиболее мощные из существующих компьютерных систем — Jaguar и Roadrunner — имеет производительность, превышающую, 1 Петафлопс^[1].

Неоднозначность определения

Существует несколько сложностей при определении вычислительной мощности суперкомпьютера. Во-первых, следует иметь ввиду, что производительность системы может сильно зависеть от типа выполняемой задачи. В частности, отрицательно сказывается на вычислительной мощности необходимость частого обмена данных между составляющими компьютерной системы, а также частое обращение к памяти. В связи с этим выделяют пиковую вычислительную мощность — гипотетически максимально возможное количество операций над числами с плавающей запятой в секунду, которое способен произвести данный суперкомпьютер.

Важную роль играет также разрядность значений, обрабатываемых программой (обычно имеется в виду формат чисел с плавающей запятой). Так, например, для графических карточек NVIDIA Tesla (2 ранних поколений) максимальная производительность в режиме 32 бит составляет порядка 1 Терафлопс, однако при проведении вычислений с двойной точностью (64 бит) она ниже примерно в 10 раз.

Измерение производительности

Оценка реальной вычислительной мощности производится путём прохождени специальных тестов — набора программ специально предназначенных для проведения вычислений и измерения времени их выполнения. Обычно оценивается скорость решения системой большой системы линейных алгебраических уравнений, что обусловливается, в первую очередь, хорошей масштабируемостью этой задачи.

Наиболее популярным тестом производительности является Linpack benchmark. В частности, HPL (альтернативная реализация Linpack)^[2] используется для составлении Топ 500 листа суперкомпьютеров в мире^[3].

Другими популярными программами для проведения тестирования являются NAMD^[4] (решение задач молекулярной динамики), HPCC (HPC Challenge Benchmark), NAS Parallel Benchmarks^[2].

Наиболее мощные суперкомпьютеры

Основная статья: TOP500

По состоянию на ноябрь 2009 года наиболее мощными суперкомпьютерами являются^[1]:

• Jaguar — располагается в США в национальной лаборатории Оук-Ридж, основан на серверных процессорах AMD Opteron. Создан компанией Cray Inc.
• Roadrunner — располагается в США в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Первый суперкомпьютер, пиковая производительность которого превысила уровень 1 Петафлопса^[5]. Создан компанией IBM. Особенностью является использование гибридной архитектуры, в которой основная вычислительная мощность обеспечивается процессорами Cell.
• Kraken XT5 — располагается в США в университете Теннесси. Создан Cray Inc.
• JUGENE — располагается в Германии в Исследовательском центре Юлиха. Разработан в рамках проекта Blue Gene компанией IBM.
• Tianhe-1 — первый китайский суперкомпьютер петафлопсного класса^[6]. Создан Национальным университетом оборонных технологией Китая. Особенностью архитектуры является наличие графических карт ATI Radeon HD 4870, сравнительно недавно предложенных для использования в сверхпроизводительных решениях.

Наивысшее место, занятое Россией - 12-е в ноябре 2009 года, с суперкомпьютером Ломоносов^[1].

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3} Топ 500 лист суперкомпьютеров(англ.)
2. ↑ ^{1 2} Обзор некоторых пакетов измерения производительности кластерных систем
3. ↑ TOP500. The Linpack Benchmark(англ.)
4. ↑ NAMD Performance(англ.)
5. ↑ Пришла пора замахнуться на экзафлоп?
6. ↑ В мире обозначился новый мощнейший суперкомпьютер