Supercomputer: Nach Upgrade ist Piz Daint die neue Nummer 3 der Welt

Piz Daint, der schnellste Supercomputer Europas, rechnet durch ein etwa 40 Millionen Schweizer Franken kostendes Upgrade nun gut dreimal so schnell. Jetzt mit Rechenbeschleunigern der Serie Nvidia Tesla P100 bestückt, ist die Leistung auf rund 19,6 Petaflops angestiegen – dies bedeutet den dritten Platz in der Weltrangliste.

Im November 2013 war das nach einem Berg benannte System am Nationalen Hochleistungsrechenzentrum der Schweiz (CSCS) erstmals in die Top500-Liste der weltweit schnellsten Supercomputer aufgenommen worden. 6,27 Petaflops bedeuteten seinerzeit den siebten Platz weltweit und den Spitzenplatz unter den europäischen Systemen. Den Titel des schnellsten Supercomputers Europas hat dem Schweizer Megarechner seitdem kein Konkurrent streitig gemacht.

Spezifikationen von Europas schnellstem Supercomputer Piz Daint
Modell	Cray XC40/Cray XC50
Hybrid Compute Nodes	5.320 × Intel Xeon E5-2690 v3/Nvidia Tesla P100
Multicore Compute Nodes	1.431 × Intel Xeon E5-2695 v4
Rechenleistung pro Hybrid Node (Peak)	4,761 Teraflops
Rechenleistung pro Multicore Node (Peak)	1,210 Teraflops
Hybrid Peak Performance	25,326 Petaflops
Muliticore Peak Performance	1,731 Petaflops
Arbeitsspeicher pro Hybrid Node	64 GB; 16 GB HBM2
Arbeitsspeicher pro Multicore Node	64 GB, 128 GB
Arbeitsspeicher gesamt	437,9 TB; 83,1 TB
System Interconnect	„Cray Aries routing and communications ASIC, and Dragonfly network topology“
Sonexion 3000 Storage: Speicherplatz	6,2 PB
Sonexion 3000 Storage: Parallel File System Peak Performance	112 GB/s
Sonexion 1600 Storage: Speicherplatz	2,5 PB
Sonexion 1600 Storage: Parallel File System Peak Performance	138 GB/s

Die im Frühjahr 2016 angekündigte Aufrüstung mit Pascal-GPUs von Nvidia und jüngeren Xeon-CPUs von Intel wurde zum Jahresende vollzogen. Jetzt verfügt Piz Daint laut CSCS über 5.320 hybride Rechenknoten, die je einen Intel Xeon E5-2690 v3 (Haswell-EP, 12 Kerne) und eine Nvidia Tesla P100 (Pascal) in sich tragen. Kombiniert betrage die Spitzenleistung sogar gut 25 Petaflops, der für die Top500-Rangliste entscheidende Wert (Rmax im Linpack-Benchmark) beträgt hingegen 19,59 Petaflops.

Schweiz vor USA, China führt weiterhin

Dies genügt Piz Daint, um den schnellsten US-Rechner Titan mit einem Vorsprung von zwei Petaflops vom dritten Platz zu verdrängen. Schneller sind nur noch die Spitzensysteme aus China: Tianhe-2 bringt es auf 33,86 Petaflops und der Spitzenreiter Sunway TaihuLight ist mit rund 93 Petaflops weiterhin unangefochten.

Rang	System	Standort	Rechenleistung (Rmax)
1	Sunway TaihuLight	China	93,01 Petaflops
2	Tianhe-2 (MilkyWay-2)	China	33,86 Petaflops
3	Piz Daint	Schweiz	19,59 Petaflops
4	Titan	USA	17,59 Petaflops
5	Sequoia	USA	17,17 Petaflops
6	Cori	USA	14,01 Petaflops
7	Oakforest-PACS	Japan	13,55 Petaflops
8	K computer	Japan	10,51 Petaflops
9	Mira	USA	8,59 Petaflops
10	Trinity	USA	8,10 Petaflops
...
17	Hazel Hen	Deutschland	5,64 Petflops

Der schnellste Supercomputer Deutschlands rangiert in der aktualisierten Weltrangliste auf dem 17. Platz: Das System Hazel Hen am Stuttgarter Höchstleistungsrechenzentrum (HLRS) bringt es auf 5,64 Petaflops.

Das Wettrüsten zum Exascale-Supercomputer

In den kommenden Jahren werden mit neuen Systemen große Leistungssprünge erwartet. In diversen Nationen wird an Supercomputern der Exascale-Klasse gearbeitet: Ein solches System erreicht mindestens 1.000 Petaflops was einem Exaflop entspricht. China ist mit dem Tianhe-3 wieder vorne mit dabei. Doch auch Frankreich, Japan und die USA planen Systeme mit entsprechender Leistung.