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Warum Chinas neuer Supercomputer nur technisch der schnellste der Welt ist
Was steht in einer Zahl? Wenn Sie die Ingenieure hinter Chinas Tianhe 1A sind, ist die Nummer 4.7 bedeutet viel – es ist die Anzahl der Petaflops (wie bei Gleitkommaoperationen pro Sekunde), die die der schnellste der Welt Supercomputer seine Spitzenleistung durchbeißen kann.
Ein NVIDIA Tesla-Cluster, wie er im neuen chinesischen Supercomputer verwendet wird
DC ChrisDag
Das Schlüsselwort ist hier Spitzenleistung: Während der Linpack-Benchmark, mit dem offiziell die Geschwindigkeit der schnellsten Supercomputer der Welt bestimmt wird, deren Fähigkeit misst, Berechnungen in kurzen Abständen durchzuführen, kommt es in der realen Welt des wissenschaftlichen Rechnens oft auf die Fähigkeit einer Maschine an, diese Leistung aufrechterhalten.
Mit anderen Worten, der Tianhe 1A ist stark, aber amerikanische Supercomputer können die ganze Nacht durchhalten – oder manchmal viele Tage, je nachdem, wie groß das Problem ist, das sie angehen.
Es ist sehr schwierig, auf GPUs auch nur annähernd Spitzenleistungen zu erzielen, sagt Thom Dunning, Direktor des National Center for Supercomputing Applications. GPUs sind die von NVIDIA gebauten Grafikprozessoren, die den Großteil der Rechenleistung des Tianhe 1A-Supercomputers ausmachen, der auch traditionelle CPUs in seinem Hybriddesign umfasst.
Das System verwendet 7.168 NVIDIA Tesla M2050 GPUs und 14.336 CPUs; es würde mehr als 50.000 CPUs und doppelt so viel Stellfläche erfordern, um die gleiche Leistung allein mit CPUs zu erzielen, sagt der Pressemitteilung zeitgleich mit der Ankündigung.
Das Problem mit GPUs, sagt Dunning, ist, dass sie so rechenhungrig sind, dass sie dazu neigen, einen Großteil der Zeit im Leerlauf zu sitzen. Der Flaschenhals ist der Speicher an Bord von GPU-Prozessoren: Er ist schnell, aber nicht schnell genug.
Es gebe eine erhebliche Diskrepanz zwischen Speichergeschwindigkeit und GPU-Geschwindigkeit, fügt er hinzu.
Auch wenn Chinas Supercomputing-Softwareingenieure in der Lage sind, nützliche wissenschaftliche Software zu entwickeln, die durch seltenen Zugriff auf den Speicher der Spitzenleistung der Maschine nahekommt, ist nicht klar, dass der Linpack-Benchmark, der die Maschine als die schnellste der Welt bezeichnet, ein nützlicher Indikator für ihre Leistung in der Realität ist -Weltanwendungen.
Der Linpack-Benchmark ist eines dieser interessanten Phänomene – fast jeder, der sich damit auskennt, wird seinen Nutzen verhöhnen, sagt Dunning. Sie verstehen seine Grenzen, aber es hat eine gemeinsame Meinung, weil es die einzige Zahl ist, in die wir uns im Laufe der Jahre alle eingekauft haben.
Die Abhängigkeit des Systems von GPUs bedeutet auch, dass die überwältigende Mehrheit der bestehenden Supercomputing-Software vollständig neu geschrieben werden müsste, um darauf zu laufen. Das ist eine Programmierherausforderung, der sich Ingenieure im Westen bisher entzogen haben – derzeit ist es mehr Kunst als Wissenschaft, sagt Dunning. Das heißt nicht, dass es unmöglich ist oder dass die Chinesen nicht bald eine Flotte von Supercomputern haben werden, die in der Top-500-Weltrangliste rangieren. Ihre tatsächliche Leistung und ihr Nutzen müssen jedoch noch bestimmt werden.
Dies ist Teil 1 einer dreiteiligen Serie. Teil 2: Und der schnellste Supercomputer der Welt im Jahr 2012 ist…
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