Classifica supercomputer: Frontier ancora primo, ma Aurora s'inserisce in seconda posizione e non è ancora finito

Il progetto TOP500 ha stilato la lista dei supercomputer più potenti al mondo. L'aggiornamento di questa classifica si verifica due volte all'anno, a giugno e per l'appunto a novembre. Rispetto alla precedente edizione ci sono diverse novità, ma non cambia il primo posto, ancora nelle mani di Frontier installato presso l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL).

Frontier è basato su architettura HPE Cray EX235a e usa CPU AMD EPYC di terza generazione "Trento" con 64 core e una frequenza di clock di 2 GHz a cui si aggiungono gli acceleratori AMD Instinct MI250X. Dotato di quasi 8,7 milioni di core, il supercomputer offre una potenza di calcolo di 1,194 exaflops (dato Rmax).

A seguire ecco la prima novità, Aurora, il sistema completamente basato su hardware Intel che sta nascendo presso l'Argonne National Laboratory. Doveva essere pronto nel 2018 e avere acceleratori Knights Hill, poi cancellati, quindi il progetto ha subito numerose modifiche che ci portano fino a oggi, a un'installazione parziale.

L'attuale configurazione prevede infatti solo metà della configurazione definitiva, ciononostante il sistema tocca una potenza di 585,34 petaflop/s ed usurpa la seconda posizione al giapponese Fugaku, un tempo al vertice e oggi slittato in quarta posizione.

Aurora, a oggi, prevede CPU Xeon Max 9470 da 52 core (Sapphire Rapids HBM) e acceleratori Intel Data Center GPU Max (Ponte Vecchio), per un totale di circa 4,7 milioni di core figli di 10878 CPU e 32634 GPU. Interessante però un dettaglio nel confronto tra i due: "mezzo" Aurora richiede già 24,69 megawatt (MW) di energia contro i 22,70 MW di Frontier.

Il supercomputer Aurora punta a offrire una potenza di calcolo superiore a 2 exaflops nella sua forma completa, ovvero con 21248 processori Intel Xeon Max (due per nodo) e 63744 acceleratori Intel Data Center Max (sei per nodo) lungo 10624 nodi di calcolo.

In terza posizione, come accennato, non c'è Fugaku ma Eagle, supercomputer dell'infrastruttura cloud Microsoft Azure basato su CPU Intel Xeon Platinum 8480C con 48 core e GPU NVIDIA H100 per un totale di 1,12 milioni di core. Il sistema della casa di Redmond tocca una potenza di 561,2 PFlop/s, utile per stare davanti ai 442 PFlop/s di Fugaku.

Chiude la "top five" il supercomputer LUMI con una potenza di 379,7 PFlop/s, basato CPU AMD EPYC a 64 core "custom" e acceleratori AMD Instinct MI250X. Il "nostro" Leonardo, installato presso EuroHPC/CINECA di Bologna, è sesto.

Leonardo sprigiona una potenza di 239 petaflops grazie a CPU Intel Xeon Platinum 8358 a 32 core accompagnate da acceleratori NVIDIA A100 da 40 GB in formato SXM4.

A seguire Summit con 148,6 PFlop/s, mentre in ottava posizione ecco una new entry spagnola, MareNostrum 5 ACC, con una configurazione attuale che gli consente di toccare 138,2 PFlop/s grazie a CPU Intel Xeon Platinum 8460Y+ da 40 core e GPU NVIDIA H100 con 64 GB di memoria per un totale di circa 681mila core.

In nona posizione c'è Eos, il supercomputer di NVIDIA usato per addestrare le soluzioni di intelligenza artificiale. Eos NVIDIA DGX SuperPOD integra soluzioni di calcolo DGX H100 formate da CPU Xeon Platinum 8480C a 56 core e GPU NVIDIA H100 per una potenza di 121,4 PFlop/s. Chiude le prime 10 posizioni il "vecchio" Sierra con 94,6 PFlop/s grazie a CPU IBM Power9 e GPU NVIDIA Tesla V100.

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Di questi primi 10 sistemi, cinque si basano su CPU Intel Xeon (Aurora, Eagle, Leonardo, MareNostrum 5 ACC e EOS NVIDIA DGX SuperPod), due processori AMD (Frontier e LUMI) e due CPU IBM (Summit e Sierra), lasciando al Fugaku l'unicità dei chip ARM A64FX a 48 core di Fujitsu.

Spulciando l'intera classifica si possono contare 20 nuovi sistemi con CPU Intel Sapphire Rapids, per un totale di 25, ma solo quattro di loro integrano acceleratori Intel basati su GPU. C'è gloria anche per le CPU AMD EPYC, a bordo di 140 installazioni per un incremento annuo del 39%. 

NVIDIA continua ad essere il leader quando si tratta di co-processori e acceleratori basati su GPU. Dei 186 supercomputer che usano tali chip, 78 sono NVIDIA Ampere e 65 sono Nvidia Volta. Solo 11 sistemi utilizzano AMD Instinct, mentre come scritto più sopra Data Center GPU Max di Intel è presente in quattro sistemi.

Quanto alla dislocazione geografica, 161 supercomputer della TOP500 sono negli Stati Uniti, seguiti dalla Cina con 104. Parlando di continenti, il Nord America conta 171 sistemi, l'Asia si ferma a 169 mentre l'Europa è salita a 143 dai 133 precedenti.

Il progetto ha creato anche delle sotto classifiche chiamate GREEN500 e HPL-MxP per tracciare da una parte i supercomputer più efficienti - quindi rispettosi, per così dire, dell'ambiente - e quelli che al posto dei calcoli a doppia precisione FP64 eccellono e vengono usati principalmente per calcoli a precisione mista (FP8, ecc.).

Al vertice della classifica GREEN500 c'è Henri, installato al Flatiron Institute negli Stati Uniti con un'efficienza di 65,40 gigaflops/watt e una potenza di 2,88 PFlop/s. Henri è basato su CPU Intel Xeon Platinum e acceleratori NVIDIA H100.

Da rimarcare l'ottava posizione di Frontier con 52,59 GFlops/W. "Considerando che questo sistema è stato il primo a raggiungere l'exascale, Frontier è la dimostrazione che la potenza non ha bisogno di essere sacrificata per raggiungere un livello di efficienza energetica impressionante", sottolineano i creatori della TOP500. Quanto a HPL-MxP, Frontier è primo con 9,95 EFlop/s, seguito da LUMI con 2,35 EFlop/s e da Fugaku con 2 EFlop/s.