TOP500

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Die exponentielle Zunahme der Rechenleistung (siehe Mooresches Gesetz) seit 1993. Die Ordinate (y-Achse) ist logarithmisch in GFLOPS. Die rote Linie stellt Rpeak des jeweiligen Spitzenreiters dar. In Gelb ist das System auf Platz 500, in Dunkelblau die theoretische Gesamtrechenleistung aller 500 Systeme der TOP500 eingezeichnet.

TOP500 ist eine Liste der 500 schnellsten Computersysteme und ihrer Kenndaten. Die Liste wird nach dem Rmax-Wert des jeweiligen Computers bei Verwendung der High-Performance LINPACK Benchmark[1] sortiert und stellt damit eine Rangfolge der leistungsfähigsten Maschinen zur Lösung linearer Gleichungssysteme dar.[2] Seit Juni 2008 wird auch der Energieverbrauch gelistet.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hervorgegangen ist die TOP500 aus Hans-Werner Meuers von 1986 bis 1992 jährlich publizierter Mannheimer Supercomputer-Statistik. Darin wurden nur die in den USA, Japan und Europa installierten Vektorcomputer-Systeme gezählt. Die Zahlen basierten dabei auf Angaben der Hersteller. Die schwierige Datenlage vor allem in Japan, die zunehmende Verbreitung massiv paralleler Systeme und von Hochleistungsrechnern allgemein machten eine Neuorganisation nötig.

Um die Liste auf eine bessere und überprüfbare Basis zu stellen, übernahm danach die Organisation TOP500, die von den Universitäten Mannheim und Tennessee sowie dem National Energy Research Scientific Computing Center repräsentiert wird, die Zusammenstellung der Liste. Die Festlegung auf 500 Einträge erfolgte, weil einerseits die letzte Mannheimer Supercomputerliste 530 Einträge hatte, andererseits mit Bezug auf die Forbes-500-Liste der erfolgreichsten Unternehmen. Seit Juni 1993 wird die TOP500 zweimal jährlich erarbeitet und abwechselnd auf der in Deutschland stattfindenden Internationalen Supercomputer-Konferenz und der in den USA stattfindenden Supercomputer Conference vorgestellt.

Gelistete Computer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weltweit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

ein Node des Fugaku-Supercomputers

Die schnellsten Computer weltweit (Stand: Juni 2020):[3]

  1. JapanJapan Fugaku des RIKEN Center for Computational Science mit 415,5 PFLOPS.
  2. Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Summit des Oak Ridge National Laboratory mit 148,6 PFLOPS.[4]
  3. Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Sierra des Lawrence Livermore National Laboratory mit 94,6 PFLOPS.
  4. China VolksrepublikVolksrepublik China Sunway TaihuLight des chinesischen National Supercomputing Center in Wuxi mit 93,0 PFLOPS.
  5. China VolksrepublikVolksrepublik China Tianhe-2 (Milchstraße-2) im National Supercomputing Center in Guangzhou mit 61,4 PFLOPS.
  6. ItalienItalien HPC5 des Eni S.p.A. mit 35,4 PFLOPS.
  7. Vereinigte StaatenVereinigte Staaten NVIDIA Corporation mit 27,5 PFLOPS.
  8. Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Frontera Texas Advanced Computing Center der Universität von Texas mit 23,5 PFLOPS.
  9. ItalienItalien Marconi-100 des Rechenzentrums von CINECA in Bologna mit 21,6 PFLOPS.
  10. SchweizSchweiz Piz Daint des Swiss National Supercomputing Centre mit 21,2 PFLOPS

Europäische Union[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

SuperMUC am LRZ

Die schnellsten Supercomputer in der EU – mit 29 unter den ersten Hundert (Stand: Juni 2020):

  1. ItalienItalien HPC5 der Eni S.p.A. auf Platz 6 mit 35,4 PFLOPS
  2. ItalienItalien Marconi-100 des Rechenzentrums von CINECA auf Platz 9 weltweit mit 21,6 PFLOPS.
  3. DeutschlandDeutschland SuperMUC NG nimmt im November 2019 den Platz 13 weltweit ein mit 19,5 PFLOPS
  4. FrankreichFrankreich PANGEA III besetzt Platz 15 weltweit mit 17,9 PFLOPS
  5. ItalienItalien HPC4 der Eni S.p.A. auf Platz 19 weltweit mit 12,2 PFLOPS
  6. FrankreichFrankreich Tera-1000-2 des CEA auf Platz 20 weltweit mit 12,0 PFLOPS
  7. ItalienItalien Marconi Intel Xeon Phi im Rechenzentrum von CINECA auf Platz 22 weltweit mit 10,4 PFLOPS
  8. FrankreichFrankreich Belenos besetzt Platz 29 weltweit mit 7,7 PFLOPS
  9. FrankreichFrankreich JOLIOT-CURIE ROME besetzt Platz 33 weltweit mit 7,0 PFLOPS
  10. SpanienSpanien MareNostrum auf Platz 37 mit 6,47 PFLOPS

Deutschland[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die schnellsten Supercomputer in Deutschland – wobei 10 unter den ersten Hundert sind (Stand: Juni 2020):[3]

  1. Baden-WürttembergBaden-Württemberg Baden-Württemberg Der von Hewlett Packard Enterprise gebaute "Hawk" mit einer Spitzenleistung von 26 PFLOPS und einer Hauptspeicherkapazität von 1,4 Petabyte, am Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS). Dieser Supercomputer taucht aus unbekanntem Grund nicht in der aktuellen Top500 auf, obwohl er weiterhin im Betrieb ist.
  2. BayernBayern Bayern Im nationalen Vergleich belegt der SuperMUC NG des Leibniz-Rechenzentrums (Leibniz Supercomputing Centre) in Garching bei München mit 19,5 PFLOPS den zweiten Platz.[5]
  3. Nordrhein-WestfalenNordrhein-Westfalen Nordrhein-Westfalen der weltweit auf Platz 38 und national auf Platz 3 rangierende JUWELS - Bull Sequana X1000 mit 6,2 PFLOPS am nordrhein-westfälischen Forschungszentrum Jülich.
  4. Baden-WürttembergBaden-Württemberg Baden-Württemberg der weltweit auf Platz 43 rangierende Hazel HenCray XC40 mit Xeon E5-2680v3 12C 2.5GHz, am Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) mit 5,64 PFLOPS.
  5. BayernBayern Bayern der weltweit auf Platz 44 rangierende COBRA der Max-Planck-Gesellschaft MPI/IPP in Garching bei München mit 5,61 PFLOPS.
  6. BerlinBerlin Berlin der weltweit auf Platz 48 rangierende Lise des Konrad Zuse-Zentrums in Berlin mit 5,36 PFLOPS.
  7. Nordrhein-WestfalenNordrhein-Westfalen Nordrhein-Westfalen das mit 3,78 PFLOPS weltweit auf Platz 65 rangierende System JURECA am nordrhein-westfälischen Forschungszentrum Jülich. JUQUEEN spielt eine bedeutende Rolle beim Human Brain Project.[6]
  8. HessenHessen Hessen der Lichtenberg II der technischen Universität Darmstadt auf Platz 92 mit 3,0 PFLOPS.
  9. HamburgHamburg Hamburg der Mistral des DKRZ - Deutsches Klimarechenzentrum auf Platz 93 mit 3,0 PFLOPS.
  10. BayernBayern Bayern der SuperMUC des Leibniz-Rechenzentrums auf Platz 97 mit 2,9 PFLOPS.
  11. BayernBayern Bayern der SuperMUC Phase 2 des Leibniz-Rechenzentrums auf Platz 98 mit 2,8 PFLOPS.

Schweiz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die zwei schnellsten Computer in der Schweiz sind (Stand: Juni 2020):[3]

  1. Die nach einem Berg in Graubünden Piz Daint benannte Cray XC50 am Swiss National Supercomputing Centre (CSCS) erreicht (aufgerüstet) mit 361.760 auf 2,6 GHz getakteten Xeon-Prozessoren 21,2 PFLOPS und weltweit Platz 10 und war der schnellste Computer Europas im Jahre 2014. Er wird für Wettervorhersagen genutzt.[7]
  2. Piz Daint Multicore – Cray XC40, mit Xeon E5-2695v4 18C 2.1GHz-Prozessoren, ebenfalls am CSCS, mit 44.928 Kernen. Mit 1,9 PFLOPS liegt er weltweit auf Platz 231.

Österreich[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der schnellste Supercomputer Österreichs, der VSC-4, kommt mit 2,7 Petaflops auf Platz 105 der 500 Schnellsten.[8]

Der Vorgänger des VSC-4, der VSC-3, hat rund 600 TFLOPS und über 32.000 Prozessoren. Der VSC-3 erreichte mit seinem außergewöhnlichen Kühlsystem den 86. Platz im Green500-Ranking.[9]

Im Juni 2013 lag der Vorgänger VSC-2 mit 20.776 Opteron-Kernen und 152,9 TFLOPS auf Platz 238. VSC-2 und VSC-3 sind die zweite und dritte Ausbaustufe des Vienna Scientific Cluster, eines gemeinsamen Projekts der Technischen Universität Wien, der Universität Wien und der Universität für Bodenkultur Wien.[10]

Top-Länder[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Anzahl der Supercomputer in den TOP500 aufgeschlüsselt nach Ländern.

Verteilung nach Ländern (Juni 2020)[11]
Land Anzahl (Rmax PFLOPS)
China VolksrepublikVolksrepublik China Volksrepublik China
  
226 (565,5)
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Vereinigte Staaten
  
113 (621,6)
JapanJapan Japan
  
29 (527,6)
FrankreichFrankreich Frankreich
  
19 (79,8)
DeutschlandDeutschland Deutschland
  
16 (68,7)
NiederlandeNiederlande Niederlande
  
15 (24,7)
IrlandIrland Irland
  
14 (23,0)
KanadaKanada Kanada
  
13 (27,9)
Vereinigtes KonigreichVereinigtes Königreich Vereinigtes Königreich
  
10 (30,9)
ItalienItalien Italien
  
7 (87,1)
BrasilienBrasilien Brasilien
  
4 (10,9)
SingapurSingapur Singapur
  
4 (6,5)
Korea SudSüdkorea Südkorea
  
3 (18,7)
Saudi-ArabienSaudi-Arabien Saudi-Arabien
  
3 (10,1)
NorwegenNorwegen Norwegen
  
3 (7,7)
SchweizSchweiz Schweiz
  
2 (231)
AustralienAustralien Australien
  
2 (10,9)
TaiwanRepublik China (Taiwan) Taiwan
  
2 (10,3)
RusslandRussland Russland
  
2 (9,1)
Vereinigte Arabische EmirateVereinigte Arabische Emirate Vereinigte Arabische Emirate
  
2 (9,0)
FinnlandFinnland Finnland
  
2 (7,0)
IndienIndien Indien
  
2 (6,3)
SchwedenSchweden Schweden
  
2 (4,7)
SpanienSpanien Spanien
  
1 (6,4)
OsterreichÖsterreich Österreich
  
1 (2,7)
PolenPolen Polen
  
1 (1,6)
HongkongHongkong Hongkong
  
1 (1,6)
TschechienTschechien Tschechien
  
1 (1,4)

Betriebssysteme[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Alle Supercomputer dieser Liste werden mit Linux-Derivaten betrieben (Stand: Juni 2020).[12]

Green500[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Exponentieller Anstieg der Energie-Effizienz (logarithmische Skala) der Green500. Rote und blaue Linie markieren die (geglättete) Spanne zwischen dem 1. und dem 500. System

Die Green500 sind eine seit 2009 veröffentlichte alternative Reihung der TOP500-Liste. Sie sortiert die TOP500-Supercomputer nach ihrer Energie-Effizienz (Siehe auch: Grüne IT), gemessen in GFLOPS pro Watt.[13] Der Energiebedarf des Kühlsystems bleibt dabei unberücksichtigt.[14] Die Energiekosten sind ein bedeutender Faktor im Betrieb von Supercomputern und sind ein bedeutender Anreiz für Innovationen im Bereich der Energieeffizienz.

Aktuelle Listen zeigen, dass massiv parallele Prozessoren mit mehreren Tausend kleinen Rechenkernen energieeffizienter arbeiten als Allzweck-Rechenkerne wie Intels Xeon-Reihen: Im Juni 2017 basierten die zehn energieeffizientesten Green500-Systeme auf hochparallelen Grafikprozessoren (Nvidia Tesla).[15] Im November 2017 basierten die drei besten Systeme auf Prozessoren mit 2048 Rechenkernen je Chip (PEZY-SC2) – bei einer Energie-Effizienz von rund 17 GFLOPS/Watt.[16]

Liste: (Stand: Juni 2020)[17]

  1. JapanJapan Japan MN-3: 21,1 GFLOPS/Watt
  2. Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Vereinigte Staaten Selene: 20,5 GFLOPS/Watt
  3. JapanJapan Japan NA-1: 18,4 GFLOPS/Watt
  4. JapanJapan Japan A64FX prototype: 16,9 GFLOPS/Watt
  5. Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Vereinigte Staaten AiMOS: 15,8 GFLOPS/Watt
  6. ItalienItalien Italien HPC5: 15,7 GFLOPS/Watt
  7. Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Vereinigte Staaten Satori: 15,6 GFLOPS/Watt
  8. Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Vereinigte Staaten Summit: 14,7 GFLOPS/Watt
  9. JapanJapan Japan Fugaku: 14,6 GFLOPS/Watt
  10. ItalienItalien Italien Marconi-100: 14,6 GFLOPS/Watt

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Quellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. HPL – A Portable Implementation of the High-Performance Linpack Benchmark for Distributed-Memory Computers. Abgerufen am 22. Oktober 2013.
  2. What is the Rmax?. Archiviert vom Original am 19. Oktober 2013.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.top500asia.org Abgerufen am 22. Oktober 2013.
  3. a b c TOP500 Supercomputer Sites. Abgerufen am 14. Juli 2020.
  4. ORNL Launches Summit Supercomputer. Abgerufen am 23. April 2020 (englisch).
  5. Der schnellste Supercomputer Deutschlands. Abgerufen am 5. Oktober 2018.
  6. China wird zur Supermacht bei Supercomputern welt.de, am 24. Juni 2014
  7. www.macprime.ch Abgerufen am 24. November 2014
  8. Österreichischer Supercomputer VSC-4
  9. VSC-3 GREEN500 Ranking. Abgerufen am 17. Juli 2019.
  10. Neuer Supercomputer für die Wiener Wissenschaft. Technische Universität Wien. 21. Juni 2011. Abgerufen am 25. Juni 2018.
  11. Statistiken der TOP500. Abgerufen am 24. Juli 2020.
  12. Die 500 schnellsten Supercomputer der Welt laufen alle mit Linux. In: Top500-Statistik. (top500.org [abgerufen am 14. Juli 2020]).
  13. About the Green500 List
  14. Power Measurement Methology. (PDF) Abgerufen am 15. November 2017 (englisch).
  15. Green 500 – June 2017. Abgerufen am 15. November 2017.
  16. Green 500 – November 2017. Abgerufen am 15. November 2017.
  17. Green500 List for November 2019. In: top500.org. Prometeus GmbH, November 2019, abgerufen am 24. Dezember 2019 (englisch).