Top500: Deutschland mit schnellstem Supercomputer Europas

Die November-Ausgabe der Top500-Rangliste mit den schnellsten Supercomputern der Welt ist da. Der japanische Spitzenreiter Fugaku baut seinen Vorsprung aus. Deutschland ist mit JUWELS dank Booster-Modul mit AMD Epyc und Nvidia A100 auf dem siebten Platz vertreten und stellt den derzeit schnellsten Supercomputer Europas.

Fugaku baut Vorsprung aus

Im Juni war das japanische System Fugaku mit unerreichten 415,53 PetaFLOPS eingestiegen und bildete mit großem Abstand die neue Spitze. Jetzt wurde der Superrechner auf Basis von A64FX-Prozessoren mit je 48 Kernen weiter beschleunigt: 442,01 PetaFLOPS bedeuten das schnellste System der Welt, dem derzeit keines nahe kommt. Unverändert liegen die US-Systeme Summit (148,6 PFLOPS) und Sierra (94,64 PFLOPS) auf Rang zwei und drei, gefolgt von TaihuLight aus China.

Auf Platz fünf klettert durch eine Leistungsanhebung Selene aus den USA: Der Neueinsteiger aus dem Juni rechnet nach der Aufrüstung mit 63,46 PetaFLOPS und damit mehr als doppelt so schnell wie noch im Sommer. Verdrängt wurde dadurch Tianhe-2A aus China (jetzt Platz 6), das sich schon seit über sieben Jahren in den Top10 hält.

Deutschland stellt den schnellsten Supercomputer Europas

Zwei Jahre nach dem SuperMUC-NG bei München gibt es wieder ein System aus Deutschland in den Top10. Dabei handelt es sich um das neue Booster-Modul von JUWELS am Forschungszentrum Jülich. JUWELS ist modular ausgelegt und wird mit dem älteren Modul parallel auf Platz 44 geführt. Das neue Modul nutzt eine Kombination aus AMD Epyc 7402 und Nvidia A100 für 44,12 PetaFLOPS, was zugleich den Spitzenplatz in Deutschland und Europa bedeutet. Im Vorfeld waren mehr als 70 PetaFLOPS anvisiert worden, was somit Luft für weitere Aufrüstung lässt.

Es folgen die Systeme HPC5 aus Italien und Frontera aus den USA vor dem zweiten Neueinsteiger: Dammam-7 heißt der Supercomputer aus Saudi-Arabien, der 22,4 PetaFLOPS mit Hilfe von Xeon-Gold-CPUs und Tesla-V100-GPUs erreicht.

Rang (zuvor)	System	Standort	Rechenleistung (Rmax)	Prozessoren	Aufnahme Top500
1 (1)	Fugaku	Japan	442,01 PetaFLOPS	A64FX (48C, 2,2 GHz)	Juni 2020
2 (2)	Summit	USA	148,60 PetaFLOPS	IBM Power9 (22C, 3,07 GHz) Nvidia Volta GV100	Juni 2018
3 (3)	Sierra	USA	94,64 PetaFLOPS	IBM Power9 (22C, 3,1 GHz) Nvidia Volta GV100	Juni 2018
4 (4)	Sunway TaihuLight	China	93,01 PetaFLOPS	Sunway SW26010 (260C, 1,45 GHz)	Juni 2016
5 (7)	Selene	USA	63,46 PetaFLOPS	AMD Epyc 7742 (64C, 2,25 GHz) Nvidia A100	Juni 2020
6 (5)	Tianhe-2A	China	61,44 PetaFLOPS	Intel Xeon E5-2692v2 (12C, 2,2 GHz)	Juni 2013
7 (–)	JUWELS Booster Module	Deutschland	44,12 PetaFLOPS	AMD Eypc 7402 (24C, 2,8 GHz) Nvidia A100	November 2020
8 (6)	HPC5	Italien	35,45 PetaFLOPS	Intel Xeon Gold 6252 (24C, 2,1 GHz) Nvidia Tesla V100	Juni 2020
9 (8)	Frontera	USA	23,52 PetaFLOPS	Intel Xeon Platinum 8280 (28C, 2,7 GHz)	Juni 2019
10 (–)	Dammam-7	Saudi-Arabien	22,40 PetaFLOPS	Xeon Gold 6248 (20C, 2,5 GHz) Nvidia Tesla V100 SXM2	November 2020

Kein großer Sprung für die Top500

Gegenüber der diesjährigen Juni-Ausgabe der Top500 stieg der Gesamtleistung der 500 Systeme nicht drastisch an: Von 2,22 ExaFLOPS auf nun 2,43 ExaFLOPS bedeutet die Steigerung rund 210 PetaFLOPS respektive knapp 10 Prozent. Davon kommen allein knapp 27 PetaFLOPS vom aufgerüsteten Spitzenreiter, dazu später mehr. Die Hürde für den Einstieg in die Rangliste wuchs von 1,23 PetaFLOPS auf 1,32 PetaFLOPS (+7 %) und wurde vom chinesischen System Internet Company T EE2 gerade so bei gerundetem Ergebnis genommen.

Das Messinstrument für die Rechenleistung ist wie gewohnt der LINPACK Benchmark, wobei die tatsächlich gemessene Spitzenleistung (Rmax) zählt. Mit „Rpeak“ wird zusätzlich die theoretische Spitzenleistung notiert, aber nicht gewertet.

Architekturen, Länder, Hersteller

Über 90 Prozent der Systeme sind mit Intel-Prozessoren ausgestattet, nur 21 nutzen AMD-CPUs, zehn IBM Power und lediglich fünf ARM, wobei dazu aber der Spitzenreiter zählt. Die Zahl der Systeme mit Ko-Prozessoren respektive GPU-basierten Beschleunigern wuchs auf 149, von denen allein 136 Nvidia-Chips verwenden.

Im Ländervergleich ist China mit 212 Systemen weiterhin dominant, gefolgt von den USA (113 Systeme) und Japan (34). Bei der aggregierten Rechenleistung führen aber die USA mit 668,7 PetaFLOPS vor Japan mit 593,7 PetaFLOPS (dank Fugaku) und China mit 564 PetaFLOPS.

Bei den Herstellern der Supercomputer führt erneut Lenovo unangefochten mit 36 Prozent Anteil vor Inspur (13,2 Prozent) und Sugon (10,2 Prozent), die ebenso aus China stammen. HPE und Cray/HPE aus den USA kommen auf 8,6 und 6,6 Prozent der Top500.

Green500

Die nach Effizienz in GigaFLOPS pro Watt gestaffelte Green500-Liste wird neuerdings von Nvidias DGX SuperPOD mit 26,2 GFLOPS/Watt angeführt. Auf Platz zwei folgt der vormalige Spitzenreiter MN-3 trotz Verbesserung auf 26,0 GFLOPS/Watt. Die neue Nummer drei nach Effizienz ist das oben genannte JUWELS Booster Module aus Deutschland mit 25,0 GFLOPS/Watt.

ComputerBase hat Informationen zu diesem Artikel von Top500.org unter NDA erhalten. Die einzige Vorgabe war der frühest mögliche Veröffentlichungszeitpunkt.