Как раз к началу конференции ISC 2016 во Франкфурте-на-Майне опубликован новый список суперкомпьютеров Top500. Самый быстрый суперкомпьютер снова находится в Китае, но теперь он называется Sunway TaihuLight. Теоретическая вычислительная производительность нового суперкомпьютера почти утроилась по сравнению с предыдущим лидером.
Sunway TaihuLight в тесте Linpack показывает 93.014,6 TFLOPs, но теоретически производительность может достигать 125.435,9 TFLOPs. Для сравнения, у Tianhe-2 мы получили 33.862,7 и 54.902,4 TFLOPs в двух данных категориях. Вычислительная производительность была достигнута благодаря специализированным процессорам, которые не поставляются Intel, а являются собственной разработкой китайского National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology (NRCPC). Процессоры в суперкомпьютере Sunway TaihuLight имеют собственное название ShenWei.
Процессор SW26010 опирается на 260 ядер, один чип обеспечивает вычислительную производительность 3 TFLOPS. В суперкомпьютере Sunway TaihuLight используются 40.960 узлов, каждый оснащен SW26010. Поэтому с 260 ядрами на узел мы получаем 10.649.600 ядер в сумме. С вычислительной производительностью на чип 3 TFLOPS процессор SW26010 находится на одном уровне с вычислительными ускорителями Xeon Phi поколения Knights Landing.
По информации NRCPC, разработка собственных процессоров была связана с тем, что власти США запретили с апреля 2015 экспортировать процессоры, подобные Xeon Phi, в Китай, поскольку опасались, что они будут использоваться для разработки нового ядерного оружия. Поэтому Китаю пришлось разрабатывать собственные процессоры. Самый быстрый суперкомпьютер в предыдущем списке Tianhe-2 по-прежнему опирается на Xeon Phi 31S1P. Для него планировалось обновление на новые процессоры Xeon Phi Knights Landing, но из-за упомянутого экспортного запрета оно не состоялось. Tianhe-2 достиг планки 100 петафлопов незадолго до появления Sunway TaihuLight
Процессор SW26010 использует 260 ядер на архитектуре, являющейся производной DEC Alpha. 64-битный процессор RISC поддерживает SIMD и внеочередное выполнение инструкций. 260 ядер разделены на четыре группы по 65. Каждая группа использует 64 ядра Computing Processing Elements (CPE) и одно ядро Management Processing Element (MPE). Каждая из четырех групп опирается на собственный контроллер памяти с пропускной способностью 34,125 Гбайт/с, на процессор мы получаем 136,5 Гбайт/с. Емкость памяти составляет 32 Гбайт на узел, то есть суперкомпьютер оснащен, в общей сложности, 1,3 петабайт. Используется память DDR3 с неизвестной частотой.
Частота ядер процессоров составляет 1,45 ГГц, каждое ядро может работать только с одним потоком. Что касается кэша, то упоминается только 12 кбайт кэша инструкций. Также имеется и 64 кбайт кэша Scratchpad. Его можно понимать как кэш L1, но без дополнительных кэшей L2/L3 у SW26010 не так много возможностей ускорить работу с памятью. Но для вычислений, похоже, и такого кэша достаточно. NRCPC не дает подробностей техпроцесса, по которому изготавливаются процессоры.
Для суперкомпьютеров важны интерконнекты между узлами. Здесь вновь используется собственная разработка, скорее всего, на основе PCI Express 3.0. Пропускная способность каналов между узлами составляет 16 Гбайт/с. При коммуникации MPI пропускная способность снижается до 12 Гбайт/с. В результате интерконнекты TaihuLight работают на уровне InfiniBand или 100G Ethernet.
Энергопотребление Sunway TaihuLight составляет 15,3 МВт при нагрузке тестом Linpack. Так что здесь энергопотребление даже ниже Tianhe-2 с уровнем 17,8 МВт, но производительность почти в три раза выше. С рейтингом эффективности 6 GFLOPS/Вт компьютер TaihuLight занял второе место в списке Green500, который пока не обновился.
Суперкомпьютер Sunway TaihuLight располагается в центре National Supercomputing Center в Уси, городе на расстоянии двух часов езды от Шанхая. Суперкомпьютер будет использоваться для расчета климатических изменений и прогноза погоды. Также новый суперкомпьютер в Китае будет использоваться при исследовании материалов.