Verdens kraftigste datamaskin er verken amerikansk eller x86-basert

Juniutgaven av årets rangering av verdens kraftigste superdatamaskiner, Top500, kom mandag denne uken. Den inneholder en liten overraskelse. For mens mange venter på at amerikanske forskningsinstitutter skal bli ferdige med å bygge en helt ny generasjon med langt kraftigere superdatamaskiner enn to år gamle Summit, så har et japansk system kommet ut av «intet» og kapret førsteplassen på listen med svært solid margin.

«Intet» er selvfølgelig en overdrivelse, siden prosjektet ble vedtatt allerede i 2014 og for alvor offentliggjort og satt i gang fire år senere. Men det har ikke fått så mye oppmerksomhet i vestlige medier før nå.

2,8 ganger høyere ytelse

Fugaku, som den heter, har en målt maksimalytelse på 415,53 teraflops – en million milliarder flyttallsoperasjoner i sekundet (FLOPS – Floating Point Operations Per Second). Dette er 2,8 ganger høyere en selv det den oppgraderte utgaven av Summit kan levere i Linpack-testen, som brukes til å rangere systemene.

Det er ikke noe usedvanlig ved at USA ikke har toppnoteringen i denne topplisten. En skal ikke lenger tilbake enn november 2017 for før landet ikke engang var på topp tre. Da var det kinesiske TaihuLight og Tianhe-2 som hadde de to øverste plassene.

Før det må man tilbake til november 2012 for å finne et amerikansk system, Titan, helt på toppen.

Dette er heller ikke første gang et japansk system topper listen. Den Sparc-basert K computer, levert av Fujitsu, hadde toppnoteringen i begge utgavene av listen i 2011, mens Earth-Simulator toppet liste fra juni 2002 til og med juni 2004.

Første førsteplass for Arm

Det er ikke bare den svært høye regnekraften som er spesielt med Fugaku. En annen interessant faktor er at det ikke har noen x86-prosessorer. I stedet er den utstyrt med 48-kjerners A64FX-systembrikker fra Fujitsu, og er med dette det første Arm-baserte systemet som har inntatt førsteplassen i listen.

Fugaku skal for øvrig ha oppnådd en målt ytelse på 1,421 exaflops (en milliard milliarder flyttallsoperasjoner) i testen HPL-AI, som fokuserer på flyttallsoperasjoner med enkelpresisjon eller lavere, noe som ofte brukes i forbindelse med maskinlæring og kunstig intelligens. Aldri før skal noe system ha kunnet levere ytelse på exa-nivå i en offisiell test, og i denne testen skal bare 126.720 av systemets nåværende 158.976 systembrikker (noder) ha vært i bruk.

Heller ikke i Linpro-testen ble hele det nåværende systemet utnyttet. Da skal 152.064 systembrikker ha blitt brukt.

Systemet benytter for øvrig to ulike operativsystemer, Red Hat Enterprise Linux 8 og McKernel. Det sistnevnte er et lettvekts operativsystem som er utviklet ved RIKEN.

Samfunnsnyttige bruksområder

Fugaku er installert ved RIKEN Center for Computational Science i Kobe og erstatter nevnte K computer. Systemet skal brukes til forskning innen en rekke områder, både samfunns- og naturvitenskapelige, inkludert oppdagelse av nye legemidler, simulering av naturkatastrofer, vær- og klimaprognoser, spørsmål rundt energiforsyning, utvikling av nye materialer, samt til rent vitenskapelige formål, som å belyse de fundamentale lovene og evolusjonen av universet.

Mye av dette er knyttet til den japanske Society 5.0-planen, som beskriver det framtidige samfunnet Japan bør strebe etter å bli.

Fugaku skal tidligst være klar for full drift i april 2021, men allerede brukes systemet på eksperimentell basis til forskning på koronavirussykdommen covid-19, inkludert diagnostikk, terapi og simulering av virusets spredning.

Ny europamester

På sjetteplass på Top500-listen er det et nytt system, HPC5. Dette er levert av Dell og eies av det italienske energiselskapet Eni. Med en målt ytelse på 35,5 petaflops, er dette den kraftigste kjente superdatamaskinen i Europa.

Også på sjuende plass er det en nykommer, Selene, som eies av Nvidia. Den er installert i USA og kombinerer CPU-er fra AMD med GPU-er fra Nvidia. Dette gir en målt ytelse på 27,58 petaflops.

Også 9. og 10.-plassene er europeiske systemer, henholdsvis italienske Marconi-100 og sveitsiske Piz Daint.

For øvrig er det ny bunnrekord i antall nye systemer på listen. Siden forrige utgave av Top500-listen kom i november i fjor, har det bare kommet inn 51 nye systemer. Dette er det laveste antallet nye systemer siden den første listen ble utgitt i 1993.