Последняя версия публичного рейтинга самых производительных в мире суперкомпьютеров TOP500 так и осталась без экзафлопсных машин. Китай не захотел включать в него две системы такого класса и пошёл обходным путём, номинировав работы своих учёных на премию Гордона Белла — в соответствующих научных работах даны неполные характеристики машин и показатели их производительности.

Поэтому лидером списка остаётся обновлённая японская система Fugaku, 7,6 млн ядер которой выдают 442 Пфлопс. И она всё ещё втрое быстрее своего ближайшего конкурента Summit. Первые результаты сборки Frontier в список попасть не успели. Всего в ноябрьском рейтинге есть порядка 70 новых систем, но, как и прежде, больше половины из них — однотипные системы Lenovo, массово устанавливаемые в Китае. На Китай вообще приходится более трети (34,6%) систем в списке. На втором месте находятся США (29,8%), а на третьем — Япония (6,4%).

По суммарной производительности Топ-3 тот же, но порядок иной: США (32,5%), Япония (20,7%), Китай (17,5%). В число лидеров также входят Германия, Франция, Нидерланды, Канада, Великобритания, Южная Корея и Россия. У РФ теперь есть сразу семь машин в списке с суммарной производительностью 73,715 Пфлопс. Для сравнения — Perlmutter (5 место) после апгрейда выдаёт 70,87 Пфлопс, а у Южной Кореи тоже есть семь машин, но с чуть более высокой суммарной производительностью в 82,177 Пфлопс.

Суперкомпьютер Chervonenkis (Фото: Яндекс)

К уже имевшимся в TOP500 российским системам MTS GROM (294 место), Lomonosov-2 (Ломоносов-2, 241 место) и Christofari (Кристофари, 72 место) добавились Christofari Neo (Кристофари Нео, 43 место), а также сразу три системы Яндекса: Ляпунов (Lyapunov, 40 место), Галушкин (Galushkin, 36 место) и Червоненкис (Chervonenkis, 19 место). Примечательно, что все российские системы этого года используют AMD EPYC Rome и NVIDIA A100, а также интерконнект Infininiband.

Машины для МТС и Сбера сделала сама NVIDIA (это всё DGX), а вот у Яндекса путь особый. Ляпунов (12,81 Пфлопс) создан китайским Национальным университетом оборонных технологий (National University of Defense Technology, NUDT) и Inspur на базе серверов NF5488A5 (AMD EPYC 7662@2 ГГц + A100 40 Гбайт). Червоненкис (21,53 Пфлопс) и Галушкин (16,02 Пфлопс) разработаны IPE, NVIDIA и Tyan. В этих системах используются EPYC 7702 (тоже 64-ядерные с базовой частотой 2 ГГц) и более новые A100 (80 Гбайт).

Среди прочих новых систем TOP500 особо выделяется Voyager-EUS2, которая замыкает Топ-10. Это ещё система на базе обновлённых инстансов Microsoft Azure ND A100 v4 с 80-Гбайт версией A100. Однако ещё одной облачной машиной уже никого не удивить, в отличие от совершенно неожиданного возврата японской PEZY, пропавшей с радаров после скандала 2017 года. Новая ZettaScaler3.0 занимает 453 место и базируется на AMD EPYC 7702P и фирменных ускорителях PEZY-SC3.

Изображение: OGAWA, Tadashi (twitter.com/ogawa_tter)

В целом, последний год был удачным и для AMD, и для NVIDIA. Первая почти втрое нарастила число систем на базе EPYC — их теперь в списке 74 (или почти треть новых участников списка), если учитывать Naples/Hygon (таких систем 3). Если же смотреть более детально именно на CPU, то тут лидером всё равно остаётся Intel, хотя она и потеряла несколько процентных пунктов за последние полгода — всего 408 машин используют её процессоры. Правда, новейших Ice Lake-SP среди них всего 10, тогда как у EPYC Milan уже 17.

Без акселераторов обходятся 350 суперкомпьютеров списка, зато из 150 оставшихся 143 используют различные поколения ускорителей NVIDIA. Удивительно, но ни одной системы с ускорителями AMD Instinct в ноябрьском рейтинге нет. Остальные акселераторы представлены в единичном экземпляре. И это либо устаревшие системы, либо экзотика из Китая и Японии. Последняя в лице MN-3 всё ещё лидирует по энергоэффективности в Green500.

Систем с Infiniband в списке 178, с Ethernet — 242. Как обычно, по производительности систем лидирует именно IB — 44,5% против 22,4% у Ethernet. Это, к слову, несколько отличается от показателей HPC-индустрии в целом, где в количественном выражении у них практически равные доли. На Omni-Path пришлось 40 систем в TOP500, и столько же на проприетарные интерконнекты. Тут интересно разве что появление второй машины с Atos BXI V2.

Среди производителей по количеству машин лидируют Lenovo (180 шт., это в основном уже упомянутые типовые развёртывания в Китае), HPE (84 шт., сюда же входит наследие Cray и SGI) и Inspur (50 шт.). По производительности картина иная, в Топ-3 входят HPE, Fujitsu (во многом благодаря Fugaku) и Lenovo. По HPC-рынку в целом, согласно данным Hyperion Research, в денежном выражении тройка лидеров включает HPE, Dell и Fujitsu (да, опять «виноват» Fugaku).

То, чего многие ждали и опасались, похоже, случилось. Издание The Next Platform получило от доверенного источника первое подтверждение циркулировавших несколько месяцев слухов о том, что Китай успешно преодолел экзафлопсный барьер. Причём сделал это ещё весной этого года и на двух независимых суперкомпьютерах с чипами собственной разработки, но публиковать результаты в TOP500 не стал.

Если появятся и другие подтверждения, что, как ожидается, случится в середине ноября, то это будет означать проигрыш США в HPC-гонке, поскольку завершение ввода в эксплуатацию Frontier — первой в США и, как изначально предполагалось, в мире системы экзафлопсного класса — запланировано только на следующий год. Ожидается, что её пиковая производительность составит 1,5 Эфлопс, а устоявшаяся — 1,3 Эфлопс.

О планах по созданию экзафлопсных систем Китай официально объявил в 2019 году. Тогда было анонсировано сразу три проекта: Национальный университет оборонных технологий (National University of Defense Technology, NUDT) должен был развивать системы Sunway, Национальный исследовательский центр параллельной вычислительной техники (National Research Center of Parallel Computer, NRCPC) ответственен за доработку платформ Tianhe, а Sugon планировала задействовать процессоры Hygon (клон первого поколения AMD EPYC) и ускорители собственной разработки, но, вероятно, в этом деле не очень преуспела.

Точные конфигурации обоих суперкомпьютеров доподлинно неизвестны, поскольку на этот раз Китай решил не хвастаться достигнутыми результатами. Тем не менее, кое-какие сведения всё же есть. Наследник TaihuLight под кодовым именем Oceanlite на базе нового поколения чипов Sunway (ShenWei) имеет минимум 42 млн ядер и пиковую производительность 1,3 Эфлопс в HPL. Устоявшуася производительность составляет 1,05 Эфлопс, а в FP16-вычислениях — 4,4 Эфлопс. Предполагается, что чипы Oceanlite по сравнению с ShenWei 26010 имеют вдвое больше вычислительных блоков на единицу площади, да и число самих чипов также выросло в два раза. При этом энергопотребление суперкомпьютера составляет 35 МВт.

Прототип Tianhe-3. Фото: Xinhua

Вторая система, условно называемая Tiahne-3, также имеет пиковую производительность 1,3 Эфлопс, но данных о потребляемой мощности нет. Зато об её чипах известно чуть больше — за их разработку отвечает Phytium, росту которой в своё время помог запрет на поставку Intel Xeon для китайских суперкомпьютеров. В активе компании есть собственные 7-нм Arm-процессоры FeiTeng и ускорители (DSP) серии Matrix. Похоже, компания успела получить нужные объёмы чипов до того, как TSMC прекратила их выпуск под давлением США.