Китайский суперкомпьютер Lineshine неожиданно возглавил рейтинг мощнейших вычислительных систем мира

На Международной конференции по суперкомпьютерам в Гамбурге был представлен Lineshine (также известный как Língshèng 灵晟), который официально получил звание самого мощного вычислительного комплекса в мире. Эта система значительно превзошла предыдущего рекордсмена рейтинга TOP500 — американский суперкомпьютер El Capitan, созданный в 2024 году компанией HPE для Национальной администрации по ядерной безопасности (NNSA) в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL).

В отличие от El Capitan, Lineshine опирается исключительно на мощность центральных процессоров (CPU), не используя гибридные процессоры (APU) или графические ускорители (GPU). Это достижение примечательно, учитывая доминирование последних в современных высокопроизводительных системах. Среди десяти лучших суперкомпьютеров лишь японский Fugaku, также работающий на Arm-процессорах, использует аналогичный подход.

Архитектура и характеристики

Лу Юйтун, главный конструктор Lineshine, сообщил, что система оснащена более чем 13,7 миллионами ядер ARMv9, распределенных по 90 стойкам и 45 360 центральным процессорам.

Каждое процессорное гнездо (сокет) содержит 304 ядра, разделенных на два чиплета. Они организованы в восемь доменов NUMA (Non-Uniform Memory Access – архитектура неоднородного доступа к памяти), каждый с 38 ядрами и 4 гигабайтами HBM-памяти (High Bandwidth Memory – высокоскоростная память). Отмечается, что в каждой стойке остается восемь свободных слотов для CPU.

Каждое гнездо имеет доступ к 256 гигабайтам оперативной памяти DDR5. Таким образом, общая внепроцессорная RAM составляет 128 терабайт, а HBM-память — 16 терабайт. В целом суперкомпьютер обладает 11,6 петабайтами традиционной DDR5 памяти и почти 1,5 петабайтами HBM.

В отличие от El Capitan, который использует исключительно HBM3 память, Lineshine применил многоуровневую архитектуру памяти, аналогичную обычным компьютерам (с использованием RAM и SSD). Система также подключена к прямому хранилищу данных объемом 200 петабайт.

Впечатляющая производительность

В целом Lineshine достиг производительности в 2,198 эксафлопс, что на 21% быстрее показателя в 1,809 эксафлопс, продемонстрированного El Capitan.

Однако цифры не раскрывают всей картины: новый китайский лидер потребляет значительно больше энергии, чем El Capitan, что делает его менее эффективным. Его энергоэффективность составляет всего 52 гигафлопс на ватт, тогда как у El Capitan этот показатель равен 60,95 гигафлопс на ватт, а у Kairos, самого «зеленого» суперкомпьютера в мире, — 73,28 гигафлопс на ватт.

Примечательно, что каждое ядро Lineshine, работая на частоте 1,5 гигагерца, достигало производительности около 200 гигафлопс в расчетах с двойной точностью (FP64). Это значительно выше, чем у любого другого ядра центрального процессора для суперкомпьютеров (например, AMD Zen 4 или Nvidia Grace). Некоторые эксперты отмечают, что такой подход, ориентированный на «грубую силу» CPU, может косвенно указывать на определенные ограничения Китая в разработке мощных графических ускорителей. Это происходит несмотря на активные разработки Huawei последних лет, такие как ускорители Ascend 910D, Ascend 910C и Ascend 920.

В Lineshine используется собственная интерконнект-технология LinQi, аналогичная Nvidia Nvlink. Она способна масштабироваться до более чем 100 000 узлов или 60 миллионов ядер, что в четыре раза превышает текущее количество ядер. Это предоставляет значительный потенциал для роста, если Lineshine захочет сохранить свое лидирующее положение.

Китай не впервые занимает первое место в рейтинге TOP500. Последний раз это было в 2017 году с суперкомпьютером Sunway TaihuLight. Хотя лидерство в этом списке обеспечивает престиж, такие системы в основном используются для высокопроизводительных вычислений (HPC) в узкоспециализированных областях, таких как:

• Вычислительная гидродинамика (CFD)
• Моделирование землетрясений
• Материаловедение
• Энергетика
• Разработка лекарств
• Нейронауки
• Научный искусственный интеллект и другие.

Однако крупные облачные провайдеры, такие как Google или Microsoft, при необходимости могут задействовать вычислительные мощности на порядок превосходящие эти показатели, но такие системы не учитываются в рейтинге TOP500 по ряду причин.

Твитнуть