Estamos en el mes de Noviembre y como se ha vuelto habitual, se ha actualizado el listado del Top500, el ranking de las 500 supercomputadoras con mayor rendimiento del mundo. Desde hace tiempo que las 500 primeras supercomputadoras están gobernadas por algún tipo de sistema operativo con Kernel Linux y esto apunta a que seguirá así por los siglos de los siglos. Una prueba más que suficiente para demostrar la utilidad y versatilidad de los sistemas dominados por el Kernel del pingüino.

En SWL-X siempre hemos seguido este listado Top500, incluso desde mucho antes de convertirnos en un blog independiente, desde la época en que no éramos mas que una modesta revista en PDF con frecuencia inestable.

Proyecto Top500, los mejores superordenadores del mundo

El proyecto Top500 es un ranking de las 500 supercomputadoras con mayor rendimiento del mundo. Esta lista está recopilada por:

  • Hans Meuer, Universidad de Mannheim (Alemania)
  • Jack Dongarra, Universidad de Tennessee (Knoxville)
  • Erich Strohmaier, NERSC/Lawrence Berkeley National Laboratory
  • Horst Simon, NERSC/Lawrence Berkeley National Laboratory

El proyecto se inicia en 1993 y publica una lista actualizada cada seis meses. La primera actualización de cada año se realiza en junio, coincidiendo con la International Supercomputer Conference, y la segunda actualización se realiza en noviembre en la IEEE Supercomputer Conference.

Top500 Noviembre 2019

La 54ª edición del TOP500 ha actualizado este mes el Ranking de los 500 superordenadores más potentes del planeta. Revisando el listado se ratifica que China y los Estados Unidos siguen dominando la lista, aunque en diferentes categorías. Mientras tanto, el rendimiento agregado de los 500 sistemas, basado en el punto de referencia High Performance Linpack (HPL), continúa aumentando y ahora se sitúa en 1,65 exaflops. El nivel de entrada a la lista ha aumentado a 1,14 petaflops, en comparación con 1,02 petaflops en la lista anterior en junio de 2019. Por tanto, tenemos superordenadores cada vez más potentes.

Los protagonistas de este semestre, el orgullo de IBM

Summit y Sierra permanecen en los dos primeros lugares. Ambas son supercomputadoras construidas por IBM que emplean CPU Power9 y GPU NVIDIA Tesla V100. El sistema Summit del Laboratorio Nacional Oak Ridge tiene los máximos honores con un resultado HPL de 148.6 petaflops. El segundo sistema, Sierra del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore tiene 94,6 petaflops.

Summit
Summit - IBM Power System AC922, IBM POWER9 22C 3.07GHz, NVIDIA Volta GV100, Dual-rail Mellanox EDR Infiniband , IBM

Muy cerca, en el número tres, está la supercomputadora Sunway TaihuLight (quien estuvo años atrás encabezando el ranking), con una marca HPL de 93.0 petaflops. TaihuLight fue desarrollado por el Centro Nacional de Investigación de Ingeniería y Tecnología de Computadoras Paralelas (NRCPC) de China y está instalado en el Centro Nacional de Supercomputación en Wuxi. Está alimentado exclusivamente por los procesadores SW26010 de Sunway.

Tianhe-2A (otro supercomputador que en algún momento encabezó el listado), un sistema desarrollado por la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa de China (NUDT) y desplegado en el Centro Nacional de Supercomputadoras en Guangzhou, China, ocupa el puesto número cuatro con 61.4 petaflops. Está alimentado por CPU Intel Xeon y aceleradores Matrix-2000.

Frontera, un sistema Dell C6420, lo mantiene en el puesto número cinco, con un resultado HPL de 23.5 petaflops. Desarrollado únicamente por procesadores Xeon Platinum, se instaló en el Centro de Computación Avanzada de Texas de la Universidad de Texas en 2018.

En el número seis se encuentra Piz Daint, una supercomputadora Cray XC50 instalada en el Centro Nacional de Supercomputación de Suiza (CSCS) en Lugano, Suiza. Con 21.2 petaflops, sigue siendo el sistema más poderoso de Europa.

Trinity, un sistema Cray XC40 operado por el Laboratorio Nacional de Los Alamos y los Laboratorios Nacionales Sandia, ocupa el puesto número siete, con un rendimiento de HPL de 20.2 petaflops. Está alimentado por procesadores Intel Xeon y Xeon Phi.

En la octava posición se encuentra la Infraestructura de la Nube de Enlace AI (ABCI), instalada en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST) de Japón. El sistema construido por Fujitsu está equipado con procesadores Intel Xeon Gold y GPU NVIDIA Tesla V100, logrando un resultado HPL de 19.9 petaflops.

SuperMUC-NG está en la posición número nueve con 19.5 petaflops. Está emplazado en el Leibniz-Rechenzentrum (Centro de Supercomputación de Leibniz) en Garching, cerca de Munich. La máquina construida por Lenovo funciona con procesadores Intel Platinum Xeon.

La supercomputadora Lassen ocupa el puesto número 10, con 18,2 petaflops. Instalado en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, Lassen es la contraparte no clasificada del sistema Sierra clasificado y comparte la misma arquitectura de GPU IBM Power9 / NVIDIA V100.

De los nuevos ingresos al Top500 en esta actualización de noviembre 2019, la supercomputadora más poderosa es AiMOS, que aparece en la posición 24, obteniendo un resultado HPL de 8.0 petaflops. El sistema construido por IBM está instalado en el Centro del Instituto Politécnico Rensselaer para Innovaciones Computacionales (CCI) y, al igual que Summit, Sierra y Lassen, está equipado con CPU Power9 y GPU NVIDIA V100.

Potencia Histórica Top500
Evolución de la potencia de los superordenadores del Top500 desde 1993 a la fecha

Prevalencia geográfica

El número de instalaciones de los miembros del TOP500 en China continúa aumentando y ahora se sitúa en 227, frente a 219 hace seis meses. Mientras tanto, el número de miembros del ranking emplazados en los EE. UU permanece cerca de su mínimo histórico en 118. Sin embargo, los sistemas en los EE. UU son en promedio significativamente más grandes, lo que se tradujo en una participación del 37.8 por ciento del rendimiento agregado de la lista. China está muy cerca con una participación de rendimiento del 31,9 por ciento. Sin embargo, en comparación con hace seis meses, esta brecha de rendimiento se ha reducido. La lista de junio de 2019 tenía a los EE. UU. con un 38,4 por ciento del rendimiento agregado de la lista y a China con el 29,9 por ciento.

Luego de estas dos indiscutibles potencias tecnológicas, Japón se mantiene en el tercer lugar en el número de sistemas TOP500, con 29, seguido de Francia con 18, Alemania con 16, los Países Bajos con 15, Irlanda con 14 y el Reino Unido con 11. Todos los demás países con miembros en la lista aportan un solo representante.

Fabricantes

Como reflejo del dominio de China en números absolutos, los tres principales proveedores de sistemas con respecto al número de instalaciones son Lenovo, (174), Sugon (71) e Inspur (65). Cray es el número cuatro, con 36 sistemas, y HPE es el número cinco, con 35. Tenga en cuenta que Cray ahora es parte de HPE, por lo que, en conjunto, vincularían efectivamente a Sugon con 71 sistemas.

A nivel de chip, Intel continúa dominando abismalmente. Sus procesadores están presentes en 470 de los 500 sistemas, divididos entre múltiples generaciones de hardware Xeon y Xeon Phi. IBM ocupa el segundo lugar con 14 sistemas. AMD reclama solo tres sistemas en la lista actual.

Actualmente existen dos supercomputadoras basadas en Arm en la lista Top500: el sistema Astra desplegado en Sandia National Laboratories, que está equipado con procesadores ThunderX2 de Marvell, y el sistema prototipo A64FX de Fujitsu, un precursor del sistema de exescala Fugaku (Post-K) destinado a RIKEN en 2021. La máquina Fujitsu es nueva en la lista y ocupa la posición 159, con un rendimiento HPL de 2.0 petaflops.

NVIDIA es el proveedor dominante de aceleradores. Sus GPU están presentes en 136 de los 145 sistemas acelerados. En la lista anterior, hace seis meses, había 134 sistemas acelerados.

Hardware de conectividad

Ethernet se usa en el 52 por ciento (258) de los sistemas TOP500, mientras que InfiniBand es la red elegida en el 28 por ciento (140) de los sistemas. Sin embargo, desde una perspectiva de rendimiento, esas posiciones se invierten, con máquinas basadas en InfiniBand que representan el 40 por ciento del rendimiento agregado del TOP500 y máquinas basadas en Ethernet con un 29 por ciento. Las interconexiones personalizadas, con solo 46 instalaciones, reclaman el 22 por ciento del rendimiento instalado de la lista.

Eficiencia energética

Un apartado importante es la eficiencia energética de estos monstruos tecnológicos, a tono con los problemas globales que tenemos.
La lista relacionada con la eficia energética es conocido como Green500. Esta mide la eficiencia energética de las supercomputadoras más importantes del planeta y ha cambiado considerablemente en comparación con hace seis meses. El número uno en la lista es el supercomputador prototipo A64FX mencionado anteriormente, que entregó 16.9 gigaflops / watt. Un poco menos verde en el sistema número dos es NA-1, una máquina Zettascaler que utiliza los procesadores PEZY-SC2 de PEZY Computing y entrega 16.3 gigaflops / watt. Se está preparando para una futura instalación en NA Simulation en Japón.


Top500 Noviembre 2019
Primeros diez superordenadores del Top500 Noviembre 2019
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Acerca del Autor
Maikel Llamaret HerediaMaikel Llamaret Heredia: Creador y actual Mantenedor del Proyecto SWL-X. Desarrollador y diseñador Web. Cofundador de Web & Media Integrated Solutions. Con más de 10 años de experiencia en la administración de sistemas GNU/Linux. Actualmente uno de los administradores de la Web del Grupo de Usuarios de Tecnologías Libres en Cuba.

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