Snelste computers zijn grotendeels multicore

3 juli 2009
In juni 2006 kwam Bull met een Terascale-systeem binnen op de vijfde plaats. Voor die notering was toen een kracht van 42,9 teraflops voldoende. De Juropa heeft een rekenkracht van bijna 275 teraflops. Ook net buiten de top 10 is er een opmerkelijke nieuwkomer: op plaats 14 staat een supercomputer die in gebruik is genomen bij de King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saoedi-Arabië. Het gaat om een IBM Blue Gene/P-systeem, dat een rekenkracht heeft van iets meer dan 185 teraflops.

De roulatie in de top 500-lijst blijft hoog. Om nog mee te doen, was deze keer een systeem van 17,1 teraflops nodig. Zes maanden terug had het minst krachtige systeem in de top 500 een rekencapaciteit van 12,64 teraflops. Een duidelijke indicatie geeft ook de duikeling van wat nu nummer 500 in de lijst is: de door IBM geleverde BladeCentre HS21 Cluster van een Engelse dienstverlener stond zes maanden terug nog op nummer 247.

Amerika blijft de toonaangevende bouwer en gebruiker van supercomputers. Niet alleen zijn de meeste leveranciers van Amerikaanse origine, met 291 staan ook verreweg de meeste krachtige supercomputers op Amerikaanse bodem. In aantallen heeft Amerika een aandeel van 58 procent. In aandeel in de rekenkracht van de top500 komt IBM op een dikke 60 procent. Engeland is op grote afstand de nummer twee, met 44 systemen, en Duitsland is derde met 30 systemen.

HP heeft de meeste klanten onder de eigenaren van een supercomputer uit de top 500; 242, om precies te zijn. IBM volgt op enige afstand, met 188 klanten. Een gedeelde derde plaats in deze telling is er voor Cray en SGI, ieder met twintig klanten.
Overigens is IBM naar de geleverde rekenkracht de grootste leverancier in de top 500: de systemen van Big Blue leveren bijna 40 procent van de 22 petaflops. HP levert duidelijk kleinere systemen en komt op 25 procent van de totale rekenkracht. Cray is in deze ranglijst – hoewel het maar twintig systemen leverde – derde met een kleine 14 procent; SGI komt tot 7 procent.

De lijst is niet alleen een opsomming van de snelste computers ter wereld. Hij schetst ook een beeld van de stand van de techniek. Op dit gebied blijkt dat de multicorechips bezig zijn aan een duidelijke opmars. In de recentste top 500 staan vier systemen die zijn gebouwd op basis van de Cell-processor, een chip met negen cores. Twee systemen bevatten AMD Opterons met zes cores, de overgrote meerderheid van 383 systemen is gebouwd op basis van quadcorechips. Iets meer dan honderd supercomputers uit de lijst werken met dualcoreprocessors.

Het gebruik van meer kernen zorgt ervoor dat een chip sneller kan rekenen zonder de klokfrequentie te hoeven verhogen. Het opgenomen vermogen is namelijk recht evenredig met die kloksnelheid. Een ander aspect is dat de kloksnelheid niet ongebreideld verhoogd kan worden; boven een bepaalde frequentie werken halfgeleidercircuits niet goed meer. Het hoogst haalbare is momenteel de 4,7 gigahertz van IBM’s Power6-chips.

Het verdelen van het rekenwerk over meerdere kernen zorgt ervoor dat het rekenwerk sneller wordt afgehandeld met minder energie. Twee kernen zijn niet automatisch tweemaal sneller dan één kern. De winst ligt meer in de buurt van de 60 tot 80 procent. Het is ook afhankelijk van de mate waarin een applicatie te splitsen is in simultaan uit te voeren stukken. Voor een quadcorechip, met vier kernen, geldt een soortgelijk verhaal. Intel heeft een berekening gemaakt, waaruit blijkt dat een quadcoreprocessor minstens 2,25 keer zoveel presteert als een single-coreprocessor, bij gelijk energieverbruik. Een chip met meer kernen bevat wel meer transistors dan een processor met maar één kern en die extra circuits vragen ook extra vermogen. Wanneer een kern geen taken uitvoert, kunnen de schakelingen in die kern tijdelijk stroomloos worden gemaakt. Ook dit bespaart energie.

De energievoorziening van toekomstige supercomputers wordt nog een heel probleem. Zelfs nu is het dat al: een systeem dat 6 megawatt nodig heeft om te kunnen werken, is geen uitzondering. De snelste huidige computers zitten op het zogeheten petascale-niveau, met een rekenkracht van 10 tot de macht 15 berekeningen met drijvende komma per seconde. Het volgende niveau is de exascale, bestaande uit computers die een factor duizend sneller zijn dan de huidige rekenmonsters. Dit type systemen zal naar verwachting over tien jaar beschikbaar zijn. Berekeningen van de Universiteit van Mannheim tonen aan dat voor het draaiende houden van zo’n systeem een vermogen van 150 megawatt nodig kan zijn. Het samenballen van zoveel energie op een beperkt oppervlak zal erg moeilijk worden.
 
Lees het hele artikel
Je kunt dit artikel lezen nadat je bent ingelogd. Ben je nieuw bij AG Connect, registreer je dan gratis!

Registreren

  • Direct toegang tot AGConnect.nl
  • Dagelijks een AGConnect nieuwsbrief
  • 30 dagen onbeperkte toegang tot AGConnect.nl

Ben je abonnee, maar heb je nog geen account? Neem contact met ons op!