TOP500

Auflistung der 500 schnellsten Supercomputer weltweit

TOP500 ist eine Liste der 500 schnellsten Computersysteme und ihrer Kenndaten. Die Liste wird nach dem Rmax-Wert des jeweiligen Computers bei Verwendung der High-Performance LINPACK Benchmark[1] sortiert und stellt damit eine Rangfolge der leistungsfähigsten Maschinen zur Lösung linearer Gleichungssysteme dar.[2] Seit Juni 2008 wird auch der Energieverbrauch gelistet. Den Computerbetreibern steht frei am Ranking teilzunehmen, viele Supercomputer entsprechender Leistung werden daher im Ranking nicht berücksichtigt.

Die Zunahme der Rechenleistung (siehe Mooresches Gesetz) seit 1993. Die Ordinate (y-Achse) ist logarithmisch in GFLOPS. Die rote Linie stellt Rpeak des jeweiligen Spitzenreiters dar. In Gelb ist das System auf Platz 500, in Dunkelblau die theoretische Gesamtrechenleistung aller 500 Systeme der TOP500 eingezeichnet.

GeschichteBearbeiten

Hervorgegangen ist die TOP500 aus Hans-Werner Meuers von 1986 bis 1992 jährlich publizierter Mannheimer Supercomputer-Statistik. Darin wurden nur die in den USA, Japan und Europa installierten Vektorcomputer-Systeme gezählt. Die Zahlen basierten dabei auf Angaben der Hersteller. Die schwierige Datenlage vor allem in Japan, die zunehmende Verbreitung massiv paralleler Systeme und von Hochleistungsrechnern allgemein machten eine Neuorganisation nötig.

Um die Liste auf eine bessere und überprüfbare Basis zu stellen, übernahm danach die Organisation TOP500, die von den Universitäten Mannheim und Tennessee sowie dem National Energy Research Scientific Computing Center repräsentiert wird, die Zusammenstellung der Liste. Die Festlegung auf 500 Einträge erfolgte, weil einerseits die letzte Mannheimer Supercomputerliste 530 Einträge hatte, andererseits mit Bezug auf die Forbes-500-Liste der erfolgreichsten Unternehmen. Seit Juni 1993 wird die TOP500 zweimal jährlich erarbeitet und abwechselnd auf der in Deutschland stattfindenden Internationalen Supercomputer-Konferenz und der in den USA stattfindenden Supercomputer Conference vorgestellt.

Gelistete ComputerBearbeiten

WeltweitBearbeiten

 
ein Node des Fugaku-Supercomputers

Die schnellsten Computer weltweit (Stand: November 2020):[3]

  1. Japan  Fugaku des RIKEN Center for Computational Science mit 442 PFLOPS. Einstieg in die TOP500: Juni 2020.
  2. Vereinigte Staaten  Summit des Oak Ridge National Laboratory mit 148,6 PFLOPS.[4] Einstieg in die TOP500: Juni 2018.
  3. Vereinigte Staaten  Sierra des Lawrence Livermore National Laboratory mit 94,6 PFLOPS. Einstieg in die TOP500: Juni 2018.
  4. China Volksrepublik  Sunway TaihuLight des chinesischen National Supercomputing Center in Wuxi mit 93,0 PFLOPS. Einstieg in die TOP500: Juni 2016.
  5. Vereinigte Staaten  Selene der NVIDIA Corporation mit 63,5 PFLOPS. Einstieg in die TOP500: Juni 2020.
  6. China Volksrepublik  Tianhe-2 (Milchstraße-2) im National Supercomputing Center in Guangzhou mit 61,4 PFLOPS. Einstieg in die TOP500: Juni 2013.
  7. Deutschland  JUWELS Booster Module des Forschungszentrum Jülich (FZJ) in Jülich mit 44,1 PFLOPS.[5] Einstieg in die TOP500: November 2020.
  8. Italien  HPC5 des Eni S.p.A. mit 35,4 PFLOPS. Einstieg in die TOP500: Juni 2020.
  9. Vereinigte Staaten  Frontera Texas Advanced Computing Center der Universität von Texas mit 23,5 PFLOPS. Einstieg in die TOP500: Juni 2019.
  10. Saudi-Arabien  Dammam-7 des HPE Saudi Aramco in Dharan mit 22,4 PFLOPS. Einstieg in die TOP500: November 2020.

Europäische UnionBearbeiten

 
SuperMUC am LRZ

Die schnellsten Supercomputer in der EU, in Klammern weltweiter Platz – mit 26 unter den ersten Hundert (Stand: November 2020):[3]

  1. (7) 0Deutschland  JUWELS Booster Module (FZJ): 44,1 PFLOPS
  2. (8) 0Italien  HPC5 (Eni S.p.A.): 35,4 PFLOPS
  3. (11) Italien  Marconi-100 (Rechenzentrums CINECA): 21,6 PFLOPS
  4. (15) Deutschland  SuperMUC NG (LRZ): 19,5 PFLOPS
  5. (16) Deutschland  Hawk (HLRS): 19,3 PFLOPS
  6. (18) Frankreich  PANGEA III: 17,9 PFLOPS
  7. (23) Italien  HPC4 (Eni S.p.A.): 12,2 PFLOPS
  8. (24) Frankreich  Tera-1000-2 (CEA): 12,0 PFLOPS
  9. (30) Frankreich  Taranis (Meteo France): 8,2 PFLOPS
  10. (34) Frankreich  Belenos: 7,7 PFLOPS

DeutschlandBearbeiten

Die schnellsten Supercomputer in Deutschland, in Klammern weltweiter Platz (Stand: November 2020):[3]

  1. (7)00 Nordrhein-Westfalen  Nordrhein-Westfalen JUWELS Booster Module (FZJ): 44,1 PFLOPS
  2. (15)0 Bayern  Bayern SuperMUC NG: 19,5 PFLOPS
  3. (16)0 Baden-Württemberg  Baden-Württemberg Hawk (HLRS): 19,3 PFLOPS
  4. (44)0 Nordrhein-Westfalen  Nordrhein-Westfalen JUWELS Module 1 (FZJ): 6,2 PFLOPS
  5. (47)0 Niedersachsen  Niedersachsen Emmy+ (HLRN, Universität Göttingen): 5,95 PFLOPS
  6. (51)0 Bayern  Bayern COBRA (Max-Planck-Gesellschaft MPI/IPP): 5,61 PFLOPS
  7. (55)0 Berlin  Berlin Lise (HLRN, Konrad Zuse-Zentrum): 5,36 PFLOPS
  8. (76)0 Nordrhein-Westfalen  Nordrhein-Westfalen JURECA (FZJ): 3,78 PFLOPS
  9. (100) Hessen  Hessen Lichtenberg II (Technische Universität Darmstadt): 3,0 PFLOPS
  10. (109) Hamburg  Hamburg Mistral (DKRZ): 3,0 PFLOPS

SchweizBearbeiten

Die schnellsten Supercomputer in der Schweiz, in Klammern weltweiter Platz (Stand: November 2020):[3]

  1. (12)0 Piz Daint (Swiss National Supercomputing Centre (CSCS)) benannt nach einem Berg in Graubünden - Cray XC50 mit 361.760 auf 2,6 GHz getakteten Xeon-Prozessoren: 21,2 PFLOPS[6]
  2. (104) Alps (CSCS): 3,08 PFLOPS
  3. (266) Piz Daint Multicore (CSCS) – Cray XC40 mit Xeon E5-2695v4 18C 2.1GHz-Prozessoren mit 44.928 Kernen: 1,9 PFLOPS

ÖsterreichBearbeiten

Die schnellsten Supercomputer in Österreich, in Klammern weltweiter Platz (Stand: November 2020):[3]

  1. (124) VSC-4: 2,7 PFLOPS[7]

Der Vorgänger des VSC-4, der VSC-3, hat rund 600 TFLOPS und über 32.000 Prozessoren. Der VSC-3 erreichte mit seinem außergewöhnlichen Kühlsystem den 86. Platz im Green500-Ranking.[8]

Im Juni 2013 lag der Vorgänger VSC-2 mit 20.776 Opteron-Kernen und 152,9 TFLOPS auf Platz 238. VSC-2 und VSC-3 sind die zweite und dritte Ausbaustufe des Vienna Scientific Cluster, eines gemeinsamen Projekts der Technischen Universität Wien, der Universität Wien und der Universität für Bodenkultur Wien.[9]

Top-LänderBearbeiten

Die Anzahl der Supercomputer in den TOP500 aufgeschlüsselt nach Ländern (Stand: November 2020):

Verteilung nach Ländern[10]
Land Anzahl (Rmax PFLOPS)
China Volksrepublik  Volksrepublik China
  
214 (566,6)
Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten
  
113 (668,7)
Japan  Japan
  
34 (593,7)
Frankreich  Frankreich
  
18 (89,8)
Deutschland  Deutschland
  
17 (131,0)
Niederlande  Niederlande
  
15 (24,7)
Irland  Irland
  
14 (23,0)
Vereinigtes Konigreich  Vereinigtes Königreich
  
12 (34,0)
Kanada  Kanada
  
12 (26,9)
Italien  Italien
  
6 (78,6)
Saudi-Arabien  Saudi-Arabien
  
5 (36,0)
Brasilien  Brasilien
  
4 (11,0)
Singapur  Singapur
  
4 (6,6)
Schweiz  Schweiz
  
3 (26,2)
Korea Sud  Südkorea
  
3 (18,7)
Taiwan  Taiwan
  
3 (12,6)
Indien  Indien
  
3 (11,0)
Norwegen  Norwegen
  
3 (8,0)
Australien  Australien
  
2 (10,9)
Russland  Russland
  
2 (9,1)
Vereinigte Arabische Emirate  Vereinigte Arabische Emirate
  
2 (9,0)
Finnland  Finnland
  
2 (7,1)
Polen  Polen
  
2 (5,2)
Schweden  Schweden
  
2 (4,7)
Spanien  Spanien
  
1 (6,4)
Marokko  Marokko
  
1 (3,2)
Osterreich  Österreich
  
1 (2,7)
Hongkong  Hongkong
  
1 (1,6)
Tschechien  Tschechien
  
1 (1,4)

Schnellste Supercomputer ihrer ZeitBearbeiten

Dies ist eine Liste der jeweils schnellsten Supercomputer ihrer Zeit. Eingetragen sind die Supercomputer, die als die schnellsten zum Zeitpunkt der Erstellung angesehen wurden, bzw. die die Nr. 1 der jeweils dann gültigen TOP500-Liste waren.

Jahr Land Hersteller Computer Performance Referenz
1938   Deutsches Reich Zuse Z1 1.00 IPS [11]
1941 Z3 20.00 IPS [12]
1946 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten University of Pennsylvania ENIAC 5.00 kIPS [13]
1951 Massachusetts Institute of Technology Whirlwind I 20.00 kIPS [14]
1958 IBM AN/FSQ-7 75.00 kIPS [15]
1960 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten 7090 229.00 kIPS [16]
UNIVAC LARC 250.00 kIPS [17]
1961 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten IBM 7030 Stretch 1.20 MIPS [18]
1962 Vereinigtes Konigreich  Vereinigtes Königreich University of Manchester Atlas 1.00 MFLOPS [19]
1964 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten CDC 6600 3.00 MFLOPS [20]
1969 7600 36.00 MFLOPS [21]
1974 STAR-100 100.00 MFLOPS [22]
1976 Cray Cray-1 160.00 MFLOPS [23]
1980 CDC Cyber 205 400.00 MFLOPS [24]
1983 Cray X-MP/4 713.00 MFLOPS* [25]
1985 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten Cray Cray-2 1.41 GFLOPS* [26]
1988 Y-MP/832 2.14 GFLOPS* [25]
1990 Japan  Japan Fujitsu VP2600/10 4.00 GFLOPS* [25]
1992 NEC SX-3/44 20.00 GFLOPS* [25]
1993 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten Thinking Machines CM-5/1024 59.70 GFLOPS* [27]
Japan  Japan Fujitsu Numerical Wind Tunnel 124.20 GFLOPS* [28]
1994 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten Intel Paragon XP/S 140 143.40 GFLOPS* [29]
Japan  Japan Fujitsu Numerical Wind Tunnel 170.00 GFLOPS* [28]
1996 Hitachi SR2201 232.40 GFLOPS* [30]
CP-PACS 368.20 GFLOPS* [31]
1997 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten Intel ASCI Red 1.06 TFLOPS* [32]
2000 IBM ASCI White 4.93 TFLOPS* [33]
2001 7.20 TFLOPS*
2002 Japan  Japan NEC Earth Simulator 35.86 TFLOPS* [34]
2004 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten IBM Blue Gene/L 70.72 TFLOPS* [35]
2005 136.80 TFLOPS*
280.60 TFLOPS*
2007 478.20 TFLOPS*
2008 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten IBM Roadrunner 1.02 PFLOPS* [36]
1.10 PFLOPS*
2009 Cray Jaguar 1.75 PFLOPS* [37]
2010 China Volksrepublik  Volksrepublik China Universität für Wissenschaft und Technik der Landesverteidigung Tianhe-1A 2.57 PFLOPS* [38]
2011 Japan  Japan Fujitsu K computer 10.51 PFLOPS* [39]
2012 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten IBM Sequoia (Blue Gene/Q) 16.32 PFLOPS* [40]
Cray Titan 17.59 PFLOPS* [41]
2013 China Volksrepublik  Volksrepublik China Universität für Wissenschaft und Technik der Landesverteidigung Tianhe-2 33.86 PFLOPS* [42]
2016 NRCPC Sunway TaihuLight 93.01 PFLOPS* [43]
2018 Vereinigte Staaten  Vereinigte Staaten IBM Summit 122.30 PFLOPS* [44]
2019 148.60 PFLOPS* [45]
2020 Japan  Japan Fujitsu Fugaku 415.53 PFLOPS* [46]
442.01 PFLOPS*

BetriebssystemeBearbeiten

Alle Supercomputer dieser Liste werden mit Linux-Derivaten betrieben (Stand: November 2020).[47] Im November 2017 fiel der letzte nicht-Linux Supercomputer aus der Liste – er hatte IBM AIX als Betriebssystem.[48]

Green500Bearbeiten

 
Exponentieller Anstieg der Energie-Effizienz (logarithmische Skala) der Green500. Rote und blaue Linie markieren die (geglättete) Spanne zwischen dem 1. und dem 500. System

Die Green500 sind eine seit 2009 veröffentlichte alternative Reihung der TOP500-Liste. Sie sortiert die TOP500-Supercomputer nach ihrer Energie-Effizienz (Siehe auch: Grüne IT), gemessen in GFLOPS pro Watt.[49] Der Energiebedarf des Kühlsystems bleibt dabei unberücksichtigt.[50] Die Energiekosten sind ein bedeutender Faktor im Betrieb von Supercomputern und sind ein bedeutender Anreiz für Innovationen im Bereich der Energieeffizienz.

Aktuelle Listen zeigen, dass massiv parallele Prozessoren mit mehreren Tausend kleinen Rechenkernen energieeffizienter arbeiten als Allzweck-Rechenkerne wie Intels Xeon-Reihen: Im Juni 2017 basierten die zehn energieeffizientesten Green500-Systeme auf hochparallelen Grafikprozessoren (Nvidia Tesla).[51] Im November 2017 basierten die drei besten Systeme auf Prozessoren mit 2048 Rechenkernen je Chip (PEZY-SC2) – bei einer Energie-Effizienz von rund 17 GFLOPS/Watt.[52]

WeltweitBearbeiten

(in Klammern weltweiter Platz der TOP500) (Stand: November 2020)[53]

Werte in GigaFLOPS/Watt:

  1. (170) Vereinigte Staaten  NVIDIA DGX SuperPOD:26,2
  2. (330) Japan  MN-3: 26,0
  3. (7)00 Deutschland  Juwels: 25,0
  4. (146) Frankreich  Spartan2: 24,2
  5. (5)00 Vereinigte Staaten  Selene: 23,9
  6. (239) Japan  A64FX prototype: 16,9
  7. (29)0 Vereinigte Staaten  AiMOS: 16,2
  8. (8)00 Italien  HPC5: 15,7
  9. (458) Vereinigte Staaten  Satori: 15,6
  10. (1)00 Japan  Fugaku: 15,4

Europäische UnionBearbeiten

(in Klammern weltweiter Platz der TOP500) (Stand: November 2020)[53]

Werte in GigaFLOPS/Watt:

  1. (7)00 Deutschland  Juwels: 25,0
  2. (146) Frankreich  Spartan2: 24,2
  3. (8)00 Italien  HPC5: 15,7
  4. (11)0 Italien  Marconi-100: 14,6
  5. (18)0 Frankreich  PANGEA III: 13,0
  6. (23)0 Italien  HPC4: 9,2
  7. (140) Deutschland  Deutscher Wetterdienst Aurora: 5,6
  8. (54)0 Finnland  MAHTI: 5,0
  9. (16)0 Deutschland  HAWK: 4,9
  10. (30)0 Frankreich  Taranis: 4,8

Siehe auchBearbeiten

WeblinksBearbeiten

QuellenBearbeiten

  1. HPL – A Portable Implementation of the High-Performance Linpack Benchmark for Distributed-Memory Computers. Abgerufen am 22. Oktober 2013.
  2. What is the Rmax?. Archiviert vom Original am 19. Oktober 2013.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.top500asia.org Abgerufen am 22. Oktober 2013.
  3. a b c d e TOP500 Supercomputer Sites. Abgerufen am 19. Dezember 2020.
  4. ORNL Launches Summit Supercomputer. Abgerufen am 23. April 2020 (englisch).
  5. Supercomputer made in Jülich setzt neue Maßstäbe. Abgerufen am 19. Dezember 2020.
  6. www.macprime.ch Abgerufen am 24. November 2014
  7. Österreichischer Supercomputer VSC-4
  8. VSC-3 GREEN500 Ranking. Abgerufen am 17. Juli 2019.
  9. Neuer Supercomputer für die Wiener Wissenschaft. Technische Universität Wien. 21. Juni 2011. Abgerufen am 25. Juni 2018.
  10. Statistiken der TOP500. Abgerufen am 19. Dezember 2020.
  11. History of Computers and Computing, Birth of the modern computer, Relays computer, Konrad Zuse. Abgerufen am 1. März 2020.
  12. Helmut Reinhardt: Automatisierungstechnik : theoretische und gerätetechnische Grundlagen, SPS (German). Springer, Berlin 1996, ISBN 3-540-60626-2, S. 241, OCLC 68764206.
  13. Brendan I. Koerner: How the World's First Computer Was Rescued From the Scrap Heap. 25. November 2014. Abgerufen am 28. Februar 2020.
  14. R. R. Everett: The Whirlwind I computer. In: ACM (Hrsg.): Papers and Discussions Presented at the December 10–12, 1951, Joint AIEE-IRE Computer Conference: Review of Electronic Digital Computers. 1951, S. 70–74. doi:10.1145/1434770.1434781.
  15. IBM AN/FSQ-7. Abgerufen am 29. Februar 2020.
  16. IBM Archives: 7090 Data Processing System (en-US) 23. Januar 2003. Abgerufen am 28. Februar 2020.
  17. LARC Links. Abgerufen am 1. März 2020.
  18. David Padua: Encyclopedia of Parallel Computing. Springer, New York 2011, ISBN 978-0-387-09766-4, S. 406, OCLC 772461594.
  19. Simon Hugh Lavington: A History of Manchester Computers, 2nd. Auflage, British Computer Society, Swindon 1975, ISBN 978-1-902505-01-5, OCLC 156380308.
  20. Sebastian Anthony: The history of supercomputers. 10. April 2012. Abgerufen am 29. Februar 2020.
  21. Gordon Bell: CDC 7600. Abgerufen am 29. Februar 2020.
  22. LARGE COMPUTER SYSTEMS AND NEW ARCHITECTURES, T. Bloch, CERN, Geneva, Switzerland, November 1978
  23. Company History. Archiviert vom Original am 12. Juli 2014. Abgerufen am 29. Februar 2020.
  24. PDS: The Performance Database Server (Linpack). Abgerufen am 13. September 2020.
  25. a b c d Frequently Asked Questions. Abgerufen am 29. Februar 2020.
  26. CRAY-2/4-512. Abgerufen am 29. Februar 2020.
  27. CM-5: Los Alamos National Lab. Abgerufen am 1. März 2020.
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  29. Intel XP/S 140 Paragon: Sandia National Labs. Abgerufen am 1. März 2020.
  30. Hitachi SR2201: University of Tokyo. Abgerufen am 1. März 2020.
  31. CP-PACS: University of Tsukuba. Abgerufen am 1. März 2020.
  32. ASCI Red: Sandia National Laboratory. Abgerufen am 1. März 2020.
  33. ASCI White: Lawrence Livermore National Laboratory. Abgerufen am 1. März 2020.
  34. The Earth Simulator: Earth Simulator Center. Abgerufen am 1. März 2020.
  35. BlueGene/L: Lawrence Livermore National Laboratory. Abgerufen am 1. März 2020.
  36. Roadrunner: Los Alamos National Laboratory. Abgerufen am 1. März 2020.
  37. Jaguar: Oak ridge National Laboratory. Abgerufen am 1. März 2020.
  38. Tianhe-1A: National Supercomputing Center in Tianjin. Abgerufen am 1. März 2020.
  39. K Computer: RIKEN Advanced Institute for Computational Science. Abgerufen am 1. März 2020.
  40. Sequoia: Lawrence Livermore National Laboratory. Abgerufen am 1. März 2020.
  41. Titan: Oak Ridge National Laboratory. Abgerufen am 1. März 2020.
  42. Tianhe-2 (MilkyWay-2) : National University of Defense Technology. Abgerufen am 1. März 2020.
  43. Sunway TaihuLight: National Supercomputing Center in Wuxi. Abgerufen am 1. März 2020.
  44. Summit: DOE/SC/Oak Ridge National Laboratory. Abgerufen am 1. März 2020.
  45. Summit - IBM Power System AC922, IBM POWER9 22C 3.07GHz, NVIDIA Volta GV100, Dual-rail Mellanox EDR Infiniband. Abgerufen am 29. Februar 2020.
  46. Supercomputer Fugaku - Supercomputer Fugaku, A64FX 48C 2.2GHz, Tofu interconnect D. Abgerufen am 16. November 2020.
  47. Die 500 schnellsten Supercomputer der Welt laufen alle mit Linux. In: Top500-Statistik. (top500.org [abgerufen am 14. Juli 2020]).
  48. IBM Flex System p460, POWER7 8C 3.550GHz, Infiniband QDR. TOP500 Supercomputer Sites. Abgerufen am 19. November 2020.
  49. About the Green500 List
  50. Power Measurement Methology. (PDF) Abgerufen am 15. November 2017 (englisch).
  51. Green 500 – June 2017. Abgerufen am 15. November 2017.
  52. Green 500 – November 2017. Abgerufen am 15. November 2017.
  53. a b GREEN500 Supercomputer Sites. Abgerufen am 19. Dezember 2020.