TOP500, supercomputer in fila: Aurora diventa exascale ma non basta per superare Frontier

In occasione dell'ISC High Performance 2024 è stata rilasciata la nuova edizione della TOP500, la classifica che mette in fila i supercomputer più potenti al mondo. Nonostante le mire di Intel, la prima posizione rimane al supercomputer Frontier basato su hardware di AMD.

TOP500 di giugno 2024: comanda ancora AMD, ma Intel…

Installato presso l'Oak Ridge National Laboratory in Tennessee, il sistema rimane il più prestante con un punteggio HPL di 1,206 EFlop/s, frutto di un totale di 8.699.904 di core combinati tra CPU EPYC di 3a generazione e acceleratori Instinct MI250X. Il sistema, inoltre, si conferma efficiente con 56,97 GFlops/Watt, valore gli consente d'inserirsi in 11a posizione nella classifica GREEN500.

Veniamo quindi a Intel e ad Aurora, il sistema installato presso l'Argonne Leadership Computing Facility in Illinois che, dopo essere entrato nella classifica di novembre in seconda posizione, ma in versione primordiale, questa volta alza il tiro: non è ancora completo (9234 nodi, siamo all'87%), ma Aurora è il secondo supercomputer a superare la barriera dell'exascale con un punteggio HPL di 1,012 EFlop/s - un netto passo avanti rispetto ai 585,34 PFlop/s precedenti. Aurora è basato su processori Intel Xeon CPU Max (Sapphire Rapids HBM) e acceleratori Intel Data Center GPU Max (Ponte Vecchio).

Ricordiamo che 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. Si tratta però di un dato di picco, Rpeak, laddove le prestazioni dei supercomputer si valutano sotto forma di prestazioni sostenute, ovvero Rmax.

Comunicando il piazzamento, Intel ha posto - chiaramente - l'accento su un dato che la vede svettare: Aurora è davanti a tutti nel test HPL-MxP a precisione mista, meno legato alla forza bruta e più all'intelligenza artificiale. In tale prova, Aurora ha raggiunto 10,6 EFlop/s con l'89% del sistema attivo, scalzando Frontier con 10,2 EFlop/s.

Aurora si è inoltre assicurato il terzo posto nel benchmark HPCG (High Performance Conjugate Gradient) con 5,612 teraflop al secondo (TF/s) utilizzando il 39% della macchina. Questo benchmark mira a valutare scenari più realistici fornendo informazioni dettagliate sui modelli di comunicazione e accesso alla memoria, che sono fattori importanti nelle applicazioni HPC del mondo reale.

"Il risultato del benchmark AI mixed-precision sarà fondamentale per la GPU Intel di nuova generazione per AI e HPC, nome in codice Falcon Shores. Falcon Shores sfrutterà l'architettura Intel Xe di nuova generazione e il meglio di Intel Gaudi. Questa integrazione consente un'interfaccia di programmazione unificata", afferma Intel.

La classifica TOP500 prosegue con il sistema Eagle - Microsoft Azure Cloud - che si conferma in terza posizione, rimanendo il supercomputer cloud più potente al mondo con un dato HPL di 561,2 PFlop/s grazie a CPU Intel Xeon Platinum 8480C e acceleratori NVIDIA H100.

Ancora quarto il giapponese Fugaku (442 PFlop/s) che ha guidato la classifica dal giugno 2020 al novembre 2021. Il primo sistema europeo è il finlandese LUMI, installato presso l'EuroHPC/CSC, in quinta posizione con 380 PFlop/s. L'unica novità della top 10 è il sistema Alps dello Swiss National Supercomputing Centre (CSCS) - basato su hardware NVIDIA Grace Hopper Superchip - che ha trovato spazio in sesta posizione con un punteggio HPL di 270 PFlop/s.

In settima posizione troviamo l'italiano Leonardo installato presso il CINECA: basato su CPU Intel Xeon Platinum 8358 e acceleratori NVIDIA A100 SXM4 40 GB, ha raggiunto una potenza HPL di 241,2 Pflop/s. Ottavo lo spagnolo MareNostrum 5 ACC (175,3 Pflop/s), seguito da Summit (148,6 Pflop/s) e, infine, dall'Eos di NVIDIA con 121,4 Pflop/s.

Hardware: chi sale e chi scende

Dei primi 10 sistemi, cinque utilizzano processori Intel Xeon (Aurora, Eagle, Leonardo, MareNostrum 5 ACC ed Eos NVIDIA DGX SuperPod), due processori AMD (Frontier e LUMI) e un sistema processori IBM (Summit). Mentre Fugaku continua ad avvalersi del processore A64FX di Fujitsu, Alps è il primo nella top 10 con un processore NVIDIA Grace.

Per quanto riguarda i processori, Intel detiene una quota del 62,8% rispetto al 67,8% precedente, mentre AMD è riuscita ad aumentare la propria quota dal 28% al 31,4%. Solo 9 sistemi - o poco meno del 2% - sono dotati di una CPU Fujitsu A64FX. NVIDIA Grace può essere rintracciato in 7 computer, mentre IBM Power9 in 6 sistemi.

Il numero di sistemi con acceleratori basati su GPU o coprocessori è aumentato da 185 a 195. Di questi, 84 si basano su NVIDIA Ampere, 48 NVIDIA Volta e 22 NVIDIA Hopper. AMD Instinct MI250X è presente in 10 sistemi.

GREEN500: NVIDIA Grace Hopper prende oro, argento e bronzo

Vale la pena porre l'attenzione anche alla classifica GREEN500, forse la più sconvolta dall'ultima tornata di test. Il primo posto è stato guadagnato dal JEDI - JUPITER Exascale Development Instrument, un nuovo sistema installato presso EuroHPC/FZJ in Germania. Nonostante il 190° posto nella TOP500, JEDI è il più efficiente al mondo con 72,73 GFlops/Watt grazie alle soluzioni NVIDIA Grace Hopper Superchip.

Stessa dotazione per Isambard-AI, il secondo supercomputer più efficiente con 68,83 GFlops/Watt, e il terzo in classifica, l'Helios installato in Polonia con 66,95 GFlops/Watt. NVIDIA domina quindi la classifica GREEN500 con le prime tre posizioni.

Parlando di efficienza è importante sottolineare un dato che emerge nella sfida tra Frontier e Aurora: Aurora richiede 38,7 megawatt di potenza per raggiungere 1,012 EFlop/s, mentre Frontier necessita di solo 22,8 megawatt per toccare persino prestazioni maggiori. Aurora tocca quindi un'efficienza dimezzata rispetto a Frontier.

Dov'è la Cina?

Chi ha seguito la TOP500 negli ultimi anni saprà che la Cina non sottopone più nuovi sistemi ai test, nonostante anche Pechino stia lavorando da tempo - e abbia già con OceanLight - sistemi exascale. La mancanza di nuove entrate alla TOP500 comporta un calo dei sistemi cinesi in classifica, scesi a 80, lasciando principalmente spazio libero agli Stati Uniti (169 HPC), Germania (40) e Giappone (29).