绿色高性能计算500强 IBM首当其冲

互联网 | 编辑: 杨雪姣 2008-12-05 11:22:00转载

回顾11月在美国德克萨斯州奥斯汀市举行的2008年度超级计算机大会上,超级计算机专家们揭晓了半年一届的世界上最快的超级计算机世界500强排行榜。如今有学者在榜单中新增了能耗标准,根据超级计算机浮点计算性能交付的实效进行排名。根据绿色500强排行榜我们可以清晰的看到性能和能效在超级计算机中并不是完全对等的关系,至少不完全是。

超级计算机世界500强排行榜是根据Linpack基准测试计算出的超级计算机持续浮点运算能力来进行排行的。这份榜单是由美国劳伦斯.贝克利国家实验室的计算机科学家艾瑞克.斯托梅尔和赫斯特.西蒙,田纳西州立大学的杰克.唐纳教授,以及德国曼汉姆大学的汉斯.摩尔教授共同编纂完成。

这份榜单对于衡量超级计算机技术发展的最新前沿趋势,不同操作系统,服务器节点,体系架构,互联架构和许多其他数据的应用程度方面是非常有用的。

根据超级计算机世界500强排行榜重新排序的绿色500强排行榜是由维吉尼亚技术学院的吴春峰和柯克.卡梅伦汇编而成。本届绿色500强排行榜已经是第四届了,但它是对业界公开的第二届。

根据吴和卡梅伦的统计,超级计算机世界500强排行榜中大约有一半的机型根据他们的Linpack基准测试结论得出可测算的能耗指标,这样可以计算出每瓦的百万浮点运算值。另外一半的机型是由吴和卡梅伦给出的能耗使用估计值。这份榜单是依据功效进行排行,而不是根据原始性能。榜单上的功率单位使用的是千瓦,功效是根据每瓦的百万浮点运算值来测量的。

第四届绿色500强排行榜上首先跃入眼帘的是那些突破每瓦性能500兆计算能力大关的超级计算机。这些破纪录机型都是IBM公司制造的小型刀片服务器,这些刀片服务器配置的是QS22 PowerXCell 8i处理器(最新的9核Cell PowerPC芯片),刀片间采用InfiniBand互联架构。在500强榜单中排名首位的"Roadrunner"(走鹃)超级计算机采用的是皓龙和Cell刀片服务器,突破了每秒1千万亿次的性能大关。这款超级计算机的引人瞩目之处还在于它的计算机功效达到每瓦444.9兆浮点计算能力;这样每秒运算就会消耗2.48兆瓦特。

一款配置两个Cell处理器和8GB内存的基本型QS22刀片服务器售价为9,995美元,大致相当于X64刀片服务器的4倍。因此你可以选择是付出高额的电力费用还是花高价去买节能的服务器。或者你可以将X64和Cell结合使用寻求中间值。

最初IBM在超级计算机领域的地位并不像现在这么显赫,公司努力研制最好的计算机和当时占据统计地位的Cray公司和他们的矢量计算机展开竞争。之后是配置了矢量协处理器的3090大型机。这种情况在1995年IBM深蓝("Deep Blue")超级计算机推出后发生了转变,两年后深蓝超级计算机采用RS/6000 PowerParallel系统进行了商业化,并于1997年在人机象棋大战中击败了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,IBM超级计算机也因此名声大噪。

IBM公司还建立了配置Power处理器和采用自主研发的高速互联架构的AIX服务器集群,并且开始跻身世界顶级的政府实验室。这些年,IBM公司几款不同体系架构的超级计算机成为统治超级计算机世界500强排行榜前列的常客,包括有成千上百个核心的蓝色基因大规模并行超级计算机,混合皓龙和Cell计算机,集群式AIX-Power服务器,使用英特尔或AMD混合处理器的集群式X64服务器等。

IBM公司在过去数年中非常关注高性能计算,在能效上也是当仁不让的先锋,所以绿色500强排行榜自然也少不了IBM公司的身影。在这份榜单中排名前20位的超级计算机都是由IBM制造的,这些超级计算机的计算功效达到每瓦平均402.4兆浮点计算值。在超级计算机世界500强排行榜和绿色500强排行榜中,IBM公司一家就独占186个席位,这些计算机的计算功效达到平均每瓦134.5兆浮点计算值。

纵观整个绿色500强排行榜,上榜的超级计算机平均消耗的能量为400.9千瓦,每瓦平均功效为98.6兆浮点计算值。这是非常可怕的,通过比较可以反映出现在的超级计算机发展速度是多么惊人。功效最低的超级计算机是安装在劳伦斯.利莫尔国家实验室的安腾计算机,它的计算能力是每秒19.9万亿次。但是能耗达到4.9兆瓦,因此每瓦的功效仅为4兆浮点计算值。

在绿色500强排行榜上位列倒数第二的是Earth Simulator(地球模拟器),这款由日本政府构建的大规模并行矢量超级计算机在多年前曾经登顶性能榜榜首。那时Earth Simulator(地球模拟器)的每秒持续计算能力达到35.9百万亿次可谓前所未有。Earth Simulator(地球模拟器)消耗的功率为3.2兆瓦,每瓦的功效低于11.2兆浮点计算值。

根据其他厂商和他们的超级计算机在绿色500强排行榜上的排名,Silicon Graphics(硅谷图形公司)有两款Altix ICE x64刀片集群服务器位列排行榜的第21位和第22位,他们各自的功效分别为每瓦240兆浮点计算值和每瓦233兆浮点计算值。有趣的是安装在石油巨头-道达尔公司的一款超级计算机性能达到每秒106万亿次,在超级计算机世界500强排行榜中位列第17名。而安装在美国国家航天局阿姆斯特朗研究中心的最新"Pleiades" Altix ICE集群计算机也位列其中。

根据Linpack基准测试,这款机型的持续计算性能达到每秒487万亿次,功效为每瓦233兆浮点计算值。是Cell或者皓龙-Cell混合机型功效的一半。Altix体系架构的性能和能耗看起来是呈线性比例。另外,随着明年初"Nehalem"至强处理器的出炉,就很难想象Altix ICE还能像采用Cell处理器的超级计算机一样功效强大。

Cray公司出品的超级计算机入选绿色500强榜单的是安装在劳伦斯.贝克利国家实验室的最新"Franklin" XT4大规模并行皓龙集群式超级计算机,它以每秒266万亿次的计算能力位列超级计算机世界500强排行榜第七位。不过Franklin的能耗为1.15兆瓦,相当于计算功效为每瓦231.6兆浮点计算值。

SUN微系统公司的超级计算机也有入选机型,他们安装在美国德克萨斯州立大学的"Ranger"皓龙处理器,InfiniBand互联架构集群计算机根据Linpack基准测试,持续计算能力达到每秒433.2万亿次,位列超级计算机世界500强排行榜第六位。Ranger超级计算机能耗为2兆瓦,功效为每瓦216.6兆浮点计算值,因此跌至绿色500强排行榜的第30位。面对英特尔即将出炉的Nehalem处理器,SUN应该将它的超级计算机能效提高到接近每瓦500兆浮点计算值大关,但是这似乎是很难完成的任务。

对于所有最新的iDataPlex刀片服务器的密度和功效,这些自定义的IBM超级计算机在高性能计算工作负载上的功效就值得大书特书了。这两款安装在美国国家航天局戈达德太空飞行中心的iDataPlex机型使用的是2.5GHz主频的四核至强处理器,每瓦功效为192.1兆浮点计算值。即使是将Nehalem处理器的功效翻倍,iDataPlex也无法实现和Cell机型同样的功效。

惠普公司入围绿色500强排行榜的超级计算机为BL460c和BL2x220刀片服务器集群(后者是将两个服务器节点放置在一个刀片上),能耗为327千瓦,每瓦功效为218兆浮点计算值。这款计算机目前安装在俄罗斯的联合超级计算机中心,计算能力达到每秒71.3万亿次,在超级计算机世界500强排行榜上位列第35位,在绿色500强排行榜上则排在第27位。惠普公司明显是指望明年出炉的双节点Nehalem刀片来再次角逐2009年高性能计算功效大比拼。

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