logo search
3_Тексты лекций ПВС 2011

Что такое список тор 500 и как он создается?

Список TOP500 содержит рейтинги компьютеров, которые определяются с помощью теста Linpack — решение системы линейных уравнений с плотной матрицей. Хорош данный способ измерения или плох – это предмет отдельного разговора. Пиковая производительность Rpeak сопровождает описание каждой системы, но места распределяются по реальной производительности Rmax, достигнутой при выполнении теста Linpack. Дополнительно по каждой системе представляется еще ряд характеристик: число процессоров NProc, размер матрицы Nmax, при котором достигнуто значение Rmax, размер матрицы Nhalf, при котором получена половина максимальной производительности Rmax/2, и др.

Два раза в год (июнь и ноябрь) составляется список самых производительных вычислительных систем (TOP 500) в соответствии с тестами LINPACK. Каждая фирма, производящая вычислительные системы, хочет, чтобы ее изделия присутствовали в этом списке. Попадание в список TOP 500 также престижно и для организаций, в которых используются высокопроизводительные системы.

Анализ списка TOP 500 полезен с самых разных сторон, как для производителей систем, так и пользователей. Для пользователя эта информация полезна тем, что помогает выбрать наиболее рациональное решение при приобретении вычислительной системы. Для производителей эта информация помогает отслеживать тенденции развития вычислительных систем сверхвысокой производительности, а также оценивать свое положение в этом сегменте рынка.

За прошедшие годы все уже настолько привыкли к постоянной борьбе за лидерство в списке TOP500, что существенное внимание стали уделять лишь его верхним строчкам. При этом сейчас вырваться вперед не так сложно, как 15 лет назад, когда шла борьба идей и технологий, — теперь же вопрос во многом сводится к бюджету и политике. По большому счету необходимо лишь желание правительства создать или поддержать свой имидж как руководителя высокотехнологичного государства.

Кластерная революция поставила во главу угла соотношение «цена/производительность», в результате чего список заполонили «штампованные» решения. А массовость скалярных процессоров создала иллюзию исключительной универсальности выбранного направления. Многие с этим свыклись и по инерции интересуются лишь числом процессоров и производительностью очередного лидера, полагая, что «другой альтернативы нет». Но анализ списка позволяет сделать много интересных наблюдений, которые помогают выбраться из плена иллюзий и увидеть реальную картину мира высокопроизводительной вычислительной техники.

Анализ данных, представленных в официальном рейтинге TOP500, оправдан по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, внимание общественности к этому списку заставляет всех фигурантов представлять себя в наилучшем свете. Во-вторых, открытость списка не позволяет им публиковать явно завышенные данные. Кроме того, такой подход является более объективным, поскольку все заинтересованные стороны находятся в одинаковых условиях. А в случае каких-либо сомнений проверить выводы не составит труда.

Лидеры списка TOP 500

Конкурентная борьба фирм обуславливает достаточно быстрое обновление списка, что подтверждается данными таблицы 1 о вычислительных системах, занимавших первое место в списке TOP 500 с 1991 г. по 2010 г. включительно.

Таблица 1.Вычислительные системы, занимавшие первое место в списке TOP 500

Год

Вычислительная система (фирма, модель процессора)

Кол-во

ядер

Производи-

тельность на тесте, Gflops

Пиковая

производи-

тельность,

Gflops

2011

K computer

705024

11280000

2010

Cray XT5-HE Opteron Six Core 2.6 GHz

224162

1759000

2331000

2009

Cray XT5-HE Opteron Six Core 2.6 GHz

224162

1759000

2331000

2008

Roadrunner

129600

1105000

1456700

2007

eServer Blue Gene Solution

212992

478200

596378

2006

eServer Blue Gene Solution

212992

478200

596378

2005

IBM Blue Gene/L

131072

280600

367001

2002 - 2004

Earth Simulator Computer, NEC

5104

35610

40832

2001

ASCI White-Pacific, IBM SP Power 3

7424

7226

11136

2000

ASCI White-Pacific, IBM SP Power 3

7424

4938

11136

1999

ASCI Red Intel Pentium II Xeon core

9632

2379

3207

1998

ASCI Blue-Pacific SST, IBM SP 604E

5808

2144

3868

1997

Intel ASCI Option Red

9152

1338

1830

1996

Hitachi CP-PACS

2048

368.2

614

1995

Intel Paragon XP/S MP

6768

281.1

338

1994

Intel Paragon XP/S MP

6768

281.1

338

1993

Fujitsu NWT

140

124.5

236

1992

NEC SX-3/44

4

20.0

22

1991

Fujitsu VP2600/10

1

4.0

5

Производительность суперкомпьютеров списка ТОР 500

На рис. 1 представлены графики изменения производительности суперкомпьютеров, которые входили в список ТОР 500 начиная с 1993 года и по июнь 2010 года, а на рис. 2 представлены экстраполированные графики изменения производительности суперкомпьютеров, которые входили в список ТОР 500 начиная с 1993 года и по июнь 2019 года (данные после 2010 года это прогноз).

Суммарная мощность всех 500 систем превышает 32 петафлопс.

Рис. 1.

Рис. 2.