Конференція Високопродуктивні обчислення, Київ, 13-15 жовтня 2014

Замість Linpack створено новий тест, який обіцяє сколихнути Top500

15 липня 2013

Цей тест краще оцінює швидкодію систем, але перехід на нього здатний призвести до розбіжностей з приводу того, хто тепер володіє найшвидшим суперкомп'ютером в світі.

Розробник найпоширенішого тесту для оцінки швидкодії суперкомп'ютерів заявляє, що той застарів, та пропонує новий, який буде введено в дію з листопада цього року.

Джек Донгарра, розробник Linpack, стверджує, що цей найпоширеніший тест для оцінки швидкодії суперкомп'ютерів застарів

Джек Донгарра, професор Університету Теннесі, ще в 1970-х роках створив тест Linpack, на підставі результатів якого останні двадцять років будується перелік найшвидших суперкомп'ютерів Top500. На переконання Донгарри, сьогодні Linpack вже не є точним показником реальної продуктивності систем.

Розроблена вченим нова мірка, вважає він, дозволить замовникам більш точно оцінювати швидкодію суперкомп'ютерів на реальних додатках. Більше того, Донгарра вважає, що перехід на новий тест може призвести до зміни самих принципів проектування суперкомп'ютерів.

Список Top500 публікується двічі на рік, у червні та листопаді, та кожна редакція привертає пильну увагу: постачальники та держави користуються ним, щоб «мірятися», у кого суперкомп'ютери найшвидші. Поточний лідер — система Tianhe-2, розроблена в китайському Національному університеті оборонних технологій.

Linpack застосовується для складання рейтингу суперкомп'ютерів з 1993 року, коли був опублікований перший випуск списку Top500, однак зараз цей тест вже не можна вважати показником швидкодії реальних додатків, впевнений Донгарра.

«Linpack оцінює швидкість розв'язування систем лінійних рівнянь, — нагадав він у ході анонсу нового тесту, який називається High Performance Conjugate Gradient (HPCG). — З плином часу з'являється все більше додатків, що вимагають більш складних обчислень. Для них потрібна висока пропускна здатність шини даних та малий час відгуку, причому доступ до даних вони здійснюють нерегулярно. Linpack нездатний точно оцінити швидкість виконання таких обчислень».

Поточний лідер Top500 — система Tianhe-2, розроблена в китайському Національному університеті оборонних технологій

HPCG необхідний, на думку Донгарри, хоча б вже тому, що виробники комп'ютерів спеціально оптимізують свої системи так, щоб вони потрапляли на вищі позиції в Top500. Будучи заснованим на застарілому тесті, рейтинг підштовхує виробників до того, щоб проектувати архітектуру своїх систем неоптимально для сучасних додатків.

«Навіщо будувати машину, яка добре справляється з "неіснуючими" задачами?» — каже Донгарра. Свій новий тест він розробив разом з Майклом Еру з Національної лабораторії Сандія. «Потрібні машини, які добре справляються з більш широким колом програм», — додає автор Linpack.

Але враховуючи, що новий тест планується вводити поступово, він здатний спровокувати розбіжності з приводу того, у кого ж тепер найшвидший у світі суперкомп'ютер. До того, як HPCG стане головною міркою, за якою будується Top500, може пройти ще кілька років.

«Зручність Linpack в тому, що це всього одне число, за яким можна однозначно судити, що мається на увазі під найшвидшим комп'ютером, — зазначає Донгарра. — Але з введенням нового тесту будуть вже два числа».

Він планує зберегти тест Linpack поряд з HPCG заради інформації про тенденції, яку надає перший. Але крім того, старий тест буде застосовуватися просто тому, що на перевірку більшості суперкомп'ютерів по-новому може піти чимало часу.

«Думаю, що в листопаді в Top500 буде всього кілька систем, які перевірили за новим тестом, — продовжує Донгарра. — Тестування всіх позицій займе певний час — може пройти до п'яти років, перш ніж ми побачимо повністю оновлений Top500. Починаючи з листопада, у рейтингу з'явиться другий стовпець — з показниками за новим тестом».

Поява двох конкуруючих тестів може призвести до того, що різні суперкомп'ютерні центри будуть заявляти про своє лідерство за різними показниками. В результаті стане важко з певністю говорити, у кого суперкомп'ютер швидший. Але схоже, що перший час упорядники Top500 продовжать вважати Linpack «головним» показником.

Новий тест здатний призвести до великих змін в наборах задач, на яких системи демонструватимуть максимум швидкодії, вважає Донгарра: у HPCG робиться наголос на архітектурні особливості, які не завжди просто оптимізувати в суперкомп'ютерах, які добре справляються з Linpack.

«Мені здається, що відтепер для кожного конкретного набору задач доведеться оцінювати, який з двох показників має більше сенсу, — додав він. — І з часом, сподіваюся, новий тест набуде більшої ваги».

HPCG був розроблений на прохання Міністерства енергетики США, повідомив Донгарра: «Там зараз чекають на появу екзаскалярних систем, та є побоювання, що якщо побудувати такий комп'ютер з розрахунком на швидке виконання Linpack, на інших задачах його результативність буде вже гірше».

Університет Теннессі здійснює спільні проекти з Міністерством, тому, за словами Донгарри, він добре знайомий з їх вимогами до додатків. Але на його думку, новий тест буде гарним індикатором швидкодії суперкомп'ютерів і при виконанні додатків інших типів, наприклад, тих, що застосовуються у нафтогазовій розвідці та моделюванні клімату.

«Проблема Linpack в тому, що він робить акцент на єдину складову продуктивності — кількість операцій з плаваючою комою на секунду, — зазначає Донгарра. — При цьому залишаються за дужками такі особливості, як час відгуку системи та ієрархія пам'яті. Новий тест допоможе виявити слабкі місця систем у цьому відношенні».

У майбутні кілька місяців Донгарра збирається поширювати код нового тесту серед проектувальників суперкомп'ютерів, щоб дати їм можливість почати оптимізувати свої системи та запропонувати доопрацювання HPCG до того, як він буде офіційно введений в дію. Це відбудеться на листопадовій суперкомп'ютерній конференції SC'13 в Денвері, де буде представлений новий випуск списку Top500.

Джеймс Нікколаї, Служба новин IDG, Сан-Франциско

Теги: HPC, HPCG, Linpack, Top500, суперкомп'ютер

Матеріали за темою:

Коментарі