Door de grens van 500 Mflops per watt

In een paar jaar tijd is er op energiegebied al heel wat bereikt. De snelste computer uit 2002 had bijvoorbeeld 90 kilowatt nodig om een teraflops (1000 miljard berekeningen met drijvende komma per seconde) uit te voeren. De snelste computer van dit moment heeft dat teruggebracht met bijna een factor 40.Het eerstgenoemde systeem, de Earth Simulator van NEC, was gebouwd met dedicated hardware, schakelingen die waren ontworpen voor pure snelheid zonder te letten op de benodigde energie. De bouw van het systeem was een prestigeproject van de Japanse overheid, die toen koste wat kost boven aan de lijst wilde staan.De snelste van dit moment, de Roadrunner-supercomputer die IBM bouwde voor het Los Alamos National Lab in de Verenigde Staten, is ook een soort prestigeproject, waarbij niet alleen de snelheid maar ook de zuinigheid centraal stond. Het systeem maakt volop gebruik van multicorechips, halfgeleiders die meer dan een rekenkern aan boord hebben.De hoofdchip is een AMD Opteron, een dualcorechip waarin het rekenwerk wordt gedaan door twee rekeneenheden. Door die verdubbeling hoeft de chip niet op een idioot hoge klokfrequentie te lopen en dat scheelt in het energieverbruik. De vermogensconsumptie van een chip is namelijk recht evenredig met de klokfrequentie waar het onderdeel op loopt. De Opterons in de Roadrunner worden aangevuld met Cell-processors, chips met negen cores aan boord. Die Cells worden gebruikt voor het uitvoeren van berekeningen die als groep uitgevoerd kunnen worden, zoals matrixberekeningen.De lijst van zuinigste computers is opgezet naar aanleiding van een lezing die in 2005 werd gehouden bij de IEEE door dr. Wu-chun Feng van VirginiaTech. Hij besteedde aandacht aan de energieaspecten van high-performance computing, die tot die tijd eigenlijk onderbelicht bleven. Feng introduceerde een nieuwe maat, megaflops per watt. Dit jaar zijn er voor het eerst systemen in de reguliere top 500 die meer dan 500 megaflops per watt produceren. “De barrière van 500 Mflops/watt is doorbroken”, stelt de woordvoerder van de Green500-ranglijst. Het systeem met de beste ‘groene cijfers’ is de BladeCenter QS22 Cluster van het centrum voor wiskundige modellering van de Universiteit van Warschau, met een waarde van 536,24. In de ‘snelle lijst’ staat dit systeem op plaats 221. Alle systemen in de groene top 10 zijn gemaakt door IBM, maar een pikant detail is dat dit bedrijf ook oververtegenwoordigd is aan de onderkant van de lijst. Van de tien onzuinigste systemen zijn er negen van IBM. Het gaat om hardware van een of twee generaties terug, die erg verkwistend omspringt met energie. Er moet wel een kanttekening worden gemaakt bij de groene top 500, want deze is gemaakt op basis van beperkte gegevens. Van slechts 246 systemen uit de lijst is bekend hoeveel energie ze gebruiken. Van de resterende hardware is het ofwel niet opgegeven, of het is een geheim. Bepaalde gebruikers willen alleen maar kwijt hoe snel hun machine is, maar verder niet. De configuratie, het gebruiksdoel of de naam van gebruiker zijn ‘strictly confidential’.IBM laat zich gelden in de top 500-lijsten, waarbij het concern zich afzet tegen HP. De twee bedrijven ‘draaien om elkaar heen’ en zijn de laatste jaren bezig met een spelletje-stuivertje wisselen. In juni 2005 had IBM meer dan de helft van de ranglijst in bezit, met een aandeel van bijna 52 procent. Dat is na die tijd nooit meer voorgekomen. In de laatste lijst van dit jaar had HP een aandeel van 41 procent (209 systemen) tegen IBM 37 procent (186 systemen). Een lijst daarvoor was het precies andersom; IBM had in juni van dit jaar een aandeel van 41 procent, tegen HP 36 procent. Conclusie: de twee bedrijven zijn aan elkaar gewaagd, zeker op marketinggebied.In al het geweld worden andere bedrijven een beetje ondergesneeuwd, zoals Cray, dat decennia geleden zo’n beetje de hele superlijst overheerste. Nu staat de firma met maar liefst vier systemen in de top, waardoor de indruk kan ontstaan dat de firma ‘plotseling weer terug is’. Ook dat is schijn. Cray staat in de jongste lijsten wel degelijk vermeld, maar niet met een groot aantal systemen. Het bedrijf maakt daar niet zoveel ophef over. Het is te vergelijken met een gewone autofabrikant die ook formule 1-wagens maakt. Zo gauw een van die racemonsters een wedstrijd wint, wordt dat feit breed uitgesmeerd. Cray maakt daarentegen alleen maar ‘formule 1-wagens’ en heeft die extra publiciteitsmachinerie niet echt nodig.