過去 10 年間のスーパーコンピューティングにおける画期的なイノベーションに関して言えば、異種コンピューティングの導入ほど大きな波を作った変化はほとんどありません。
高性能ホスト プロセッサとグラフィック処理ブーストを組み合わせることで、いくつかのトップ ランクのスーパーコンピュータが GPU コンピューティングで優れたパフォーマンスとエネルギー効率を実現しています。
CUDA開発エコシステムの活発化により、GPUコンピューティングはますます多くのシステムやアプリケーションに採用されるようになり、GPUベースのスーパーコンピュータも進化を続けています。最近では、NVIDIA Tesla K80アクセラレータが追加されたことで、その勢いはますます加速しています。今年の世界最速スーパーコンピュータTop 500リストでは、52のシステムがNVIDIA GPUを搭載しており、大手企業や研究機関において、ランキング入りを狙うベンチマークに達していない無数のHPCマシンに新たな搭載が加わりました。
この進歩を強調するために、以下に、理論上の最高性能順に、地球上で最も高速な GPU 対応スーパーコンピューター 10 台を紹介します。
1. オークリッジ国立研究所のTitanスーパーコンピュータ
米国エネルギー省オークリッジ国立研究所に設置されたCray XK7システムであるTitanは、依然として第2位のシステムです。これは、かつてトップランクだったJaguarスーパーコンピュータからの大規模なアップグレードであり、このプロセスは2011年に開始され、2012年に完了しました。Titanは、Tianheマシンがベンチマークされる前の2012年11月にTop 500で首位を維持していました。261,632個のNVIDIA K20xアクセラレータコアを使用し、Linpackベンチマークで17.59 Pflop/sを達成しました。Titanは、合計8.21 MWの電力を消費し、2.143 Gflops/Wの電力効率を実現しており、リストの中で最もエネルギー効率の高いシステムの一つです。 Titan の後継機である Summit スーパーコンピューターは、2018 年にオークリッジで発表されるときには完全に異なるアーキテクチャ (NVIDIA/IBM/Mellanox) を採用しており、トップ 5 に入る可能性も高い (推測ですが、公平を期すために言えば、Tianhe-1 やその後継機の登場を予想した人はほとんどいませんでした)。
2. スイス国立スーパーコンピューティングセンターの「Piz Daint」
第6位はPiz Daintです。これは、スイスのルガーノにあるスイス国立スーパーコンピューティングセンター（CSCS）に設置されたCray XC30システムで、ヨーロッパで最も強力なシステムです。Piz Daintは、73,808個のNVIDIA K20xアクセラレータコアを使用して、Linpackベンチマークで6.27 Pflop/sを達成しました。Piz Daintは、Top 500リストのトップ10の中で最もエネルギー効率が高く、消費電力は2.33 MW、パフォーマンスは2.7 Gflops/Wです。
3. オーストラリアのチューリップトレーディングスーパーコンピュータ
Tulip Tradingはよく知られていないかもしれませんが、このオーストラリアのスーパーコンピュータ「C01N」は、世界最速スーパーコンピュータのリストで15位にランクインしています。このSGI ICE X/Superbladeシステムは、265,440個のCPUコアを搭載し、ピークパフォーマンスは3.5ペタフロップスに達します。興味深いことに、他の上位スーパーコンピュータがGPUを活用して演算処理能力を向上させるのに対し、このシステムはNVIDIA M2090アクセラレータを採用しています。このアクセラレータは新しいプロセッサではありませんが、世界最速の取引の一部を支え、トップ20にランクインした数少ない商用システムの1つとして、全体的なパフォーマンスの向上に貢献しています。
4. イタリアのEni SpA石油・ガススーパーコンピュータ
ヨーロッパ最大級のエネルギー資源探査会社が石油・ガス探査に使用しているこのマシンは、最速スーパーコンピューターのトップ500リストで17位にランクされています。NVIDIA K20 GPUはIBMのiDataplexマシンを高速化し、合計3.1ペタフロップスのピーク性能を実現します。
これは、地震モデリングやその他のエネルギー資源発見アプリケーションを加速するために GPU を使用する、トップ 500 にランクインしている複数の石油およびガス スーパーコンピュータの 1 つです。
