De supercomputergemeenschap is opgeschrikt door een machine die met een ruime voorsprong de wereldwijde top tien in het stof laat bijten. De Japanse computerproducent NEC heeft voor het Japanse Earth Simulator Research and Development Center de Earth Simulator gebouwd. Deze monstermachine is eind april onthuld.
NEC laat hiermee supercomputermakers als IBM, Compaq, Cray, Fujitsu, Hitachi en SGI achter zich. Het prestatieniveau van de Earth Simulator is 35,6 Teraflops (35.600 miljard berekeningen per seconde), wat meer is dan de andere machines in de top tien bij elkaar opgeteld. Die negen supers komen uit op 34244,6 Gigaflops. De voormalige top tien kwam in totaal uit op 36388,6 Gigaflops – nét meer dan de NEC-machine alleen.
De nummers twee tot en met negen halen tezamen 34244,6 Gigaflops. De voormalige top tien zet opgeteld een prestatieniveau van 36388,6 Gigaflops neer. Bron: Linpack-benchmark, 17 april 2002, NEC. |
"De Japanners streven ons nu ver voorbij en wij moeten er dus tegenaan", reageert supercomputerontwerper Thomas Sterling van het California Institute of Technology. Hij bevestigt hiermee het idee dat de Amerikaanse aanpak van en bestedingen aan rekenkundig onderzoek zijn ingezakt.
De nu op nummer twee terechtgekomen machine is de Asci White-Pacific (Accelerated Strategic Computing Initiative), gebouwd door IBM. Deze functioneert sinds augustus vorig jaar in het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië en haalt met 7424 processoren 7,2 Teraflops. Deze onttroonde super dient voor het simuleren van kernwapens, zowel het gebruik en de gevolgen daarvan als het verouderingsproces in opgeslagen toestand.
Veel supercomputers, met name in de Verenigde Staten, dienen voor dergelijke doelen. Ook projecten voor informatieanalyse, zoals Echelon (het wereldwijde digitale ‘afluisterproject’ van de VS), steunen op dergelijke rekenmonsters. Een groot deel van de allerkrachtigste machines ter wereld staat dan ook niet in de ranglijsten, of mag alleen worden opgenomen onder algemene omschrijvingen.
Praktische toepassingen
De Earth Simulator daarentegen doet letterlijk wat de naam aanduidt; hij berekent een simulatie van de aarde, van het klimaat en weerspatronen. Zo wil het Japanse laboratorium klimaatveranderingen analyseren, zoals het broeikaseffect, aardbevingspatronen en het weer. Sommige Amerikaanse geleerden, onder meer van het National Center for Atmospheric Research (Ncar) in Colorado, maken zich nu op om hun klimaatonderzoek over te hevelen naar de Japanse machine. Datzelfde atmosfeerlaboratorium was in 1996 al van zins een eigen NEC-super aan te schaffen.
De supercomputer dient niet alleen voor theoretisch onderzoek, maar ook voor praktische toepassingen. Naast de geavanceerde modellering van theorieën over klimaatverschuivingen berekent de machine ook korte termijn voorspellingen van weerpatronen. Daaronder vallen ook bijzondere dingen als het extrapoleren van het pad van een tyfoon, wat van groot belang kan zijn voor de eilanden van Japan.
De klimaatsimulator is geplaatst in een speciaal ontworpen gebouw in het Earth Simulator-laboratorium in Yokohama, ten westen van Tokio. Daar neemt hij het oppervlak van vier tennisbanen in beslag. Het systeem, gefinancierd door de Japanse overheid, is vijf jaar in ontwikkeling geweest. In totaal heeft de regering er 350- tot vierhonderd miljoen dollar aan besteed, zegt dr. Akira Sekino, president van NEC-divisie Hnsx Supercomputers.
Dumping in de VS
De fabrikant verkoopt lichtere uitvoeringen van de Earth Simulator op de commerciële markt. Dit is sinds 1997 in de VS echter belemmerd door concurrent Cray, leden van het Amerikaanse Congres en het ministerie van Economische Zaken. Die beschuldigden NEC – en Hitachi – van het dumpen (verkopen onder de kostprijs) van supercomputers naar aanleiding van een offerte aan het Ncar in Colorado.
NEC is na een langdurig onderzoek schuldig bevonden aan dumppraktijken en kreeg forse importtarieven opgelegd. Dit maakte de Amerikaanse markt praktisch ontoegankelijk voor het bedrijf.
Ironisch genoeg heeft juist Cray – dat korte tijd in handen is geweest van de grafische computerspecialist SGI – in maart vorig jaar een wederverkoopovereenkomst gesloten voor NEC’s machines. Dat contract heeft een looptijd van tien jaar. Hierbij kocht de Japanse firma voor 25 miljoen dollar een niet stemgerechtigd belang van 8 procent in het noodlijdende Cray. Tot op heden zijn nog geen Amerikaanse verkopen onthuld.
Die overeenkomst is ogenschijnlijk alleen in het voordeel van NEC, dat hiermee hernieuwde toegang tot de Amerikaanse markt verkrijgt. De wederverkoop lijkt overbodig vanwege overlap, maar dat is nauwelijks het geval. Cray maakt namelijk voornamelijk parallelle supers, terwijl NEC vectormachines aflevert.
Eerstgenoemde soort bestaat uit grote aantallen relatief goedkope standaardprofessoren die samen één krachtige machine vormen (zie het top twintig-kader). De tweede soort bestaat uit relatief weinig gespecialiseerde processoren die zeer krachtig zijn. De Earth Simulator bijvoorbeeld heeft ‘slechts’ 5104 processoren, verdeeld over 640 subcomputers (knooppunten, ofwel nodes).
Top 500
De nieuwe nummer één wordt eind komende maand officieel opgenomen in de wereldwijde top 500-lijst van supercomputers. Deze ranglijst, gebaseerd op de Linpack-benchmark, wordt twee keer per jaar gepubliceerd. De top 500 is gesorteerd op het theoretisch maximum (Rpeak) van het prestatieniveau van de machines.
De negentiende editie van de top 500 wordt gepresenteerd op de ISC2002-conferentie die van 19 tot en met 22 juni plaatsvindt in het Duitse Heidelberg.
NEC publiceerde eind april vast een eigen Linpack-lijst, gesorteerd op het maximum behaalde prestatieniveau, waarin de nieuwe machine bovenaan staat. De Earth Simulator regeert echter ook volgens de top 500-criteria (theoretisch maximum prestatieniveau). De voorsprong is dan zelfs nog iets groter: 40832 Gigaflops, gevolgd door Asci White-Pacific met 12000 Gigaflops.
Eind juni komt de nieuwe wereldwijde top 500 supercomputerlijst uit: http://www.top500.org
De supercomputerranglijst is gebaseerd op de Linpack-benchmark: http://www.top500.org/lists/linpack.html
Jasper Bakker
