La nuova era dei computer PetaFlops

With the publication of the latest edition of the TOP500 list of the world’s most powerful supercomputers today (Wednesday, June 18), the global high performance computing community has officially entered a new realm—a supercomputer with a peak performance of more than 1 petaflop/s (one quadrillion floating point operations per second).

Con questo annuncio, gli elaboratori a parallelismo massivo (o MPP=massively parallel computing) entrano ufficialmente nell’era dei PetaFLOPS (Floating Point Operations Per Second), cioè la capacità di una CPU di elaborare 1milione di miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo (secondo alcuni, la capacità di elaborazione del cervello umano sarebbe di 100miliardi di miliardi di operazioni al secondo, garantite dalla connessione di 100miliardi di neuroni). A superare questo traguardo è la nuova creatura di IBM chiamata Roadrunner: dotato di una potenza nominale di 1026 TeraFlops (1375 di picco teorico), è costituito di una architettura ibrida, formata in parte da unità di calcolo vettoriali e in parte da CPU scalari. I 12.240 processori Cell (della stessa architettura di quelli montati sulle Playstation 3) e i 6562 processori dual-core Opteron (quindi AMD x86), suddivisi in 3250 nodi di calcolo, saranno impiegati per risolvere i più complessi quesiti di ambito militare, scientifico e astronomico (armi nucleari, clima, genoma umano, supernove, etc.). Sono montati sull’IBM server BladeCenter QS22 Cluster, i cui racks occupano uno spazio di 5200 m² e sono collegati tra di loro da poco meno di 90km di fibra ottica: installato nel Lawrence Livermore National Lab di Los Alamos, nel New Mexico, ha bisogno di 2,35megawatts per funzionare ed un costo complessivo di circa 130milioni di dollari.

Il processore Cell è il nuovo PowerXCell 8i 3200 MHz (12.8 GFlops), costruito nello standard dei 65nm: richiedendo una minore potenza energetica rispetto ad un processore 3,2Ghz costruito a 90nm, gli ingegneri della IBM sono stati in grado di installare 2 di queste CPU sulla stessa scheda madre rimanendo sotto il limite richiesto di 250W.

Piccola bibliografia: J.J. Dongarra, Performance of Various Computers Using Standard Linear Equations Software (pdf), che analizza anche questo processore con il benchmark Linpack.

Siti di riferimento:

• Top500 Supercomuter site: lista del 06/2008

• PuntoInformatico: IBM varca l’era dei PetaFlops

• PuntoInformatico: speciale supercomputer

• HWUpgrade: Roadrunner sulla vetta della top500 Supercomputer list

• LANL: Roadrunner – Computing in the fast lane

• IBM: Roadrunner smashes the PetaFlops barrier

• Wikipedia: IBM BladeCenter

Invinto in particolare a leggere l’analisi di PuntoInformatico sulla recente top500 list. Alcuni dati principali saltano subito all’occhio: sono in particolare il dominio dell’architettura Core di casa Intel, che da sola occupa il 75% del totale, i processori x86 (83% del totale) e la schiacciante presenza di sistemi basati sul kernel di Linux (oltre l’85% del totale). Dominatori incontrastati si confermano gli USA con oltre il 50% dei sistemi, mentre l’Italia si attesta ad appena l’1% del totale, piazzandosi nella classifica generale della lista al 90° posto, con il supercomputer "italiano" presso il CINECA di Bologna realizzato da IBM ed Intel con soluzioni IBM BladeCenter HS21 basati su processori Intel Xeon Dual Core da 3GHz (19,91TeraFlops). Da segnalare che appena 6 mesi fa tale computer era al 47° posto.

In ogni caso, IBM non si ferma qui: è già allo studio la nuova architettura Blue Gene/Q, la cui accensione è prevista per la prima metà del prossimo decennio e che sarà in grado di sviluppare fino a 10 PetaFlops.