Sunway Exascale: China erläutert 1-Exaflops-Supercomputer

In China wird an mehreren Standorten parallel an Exascale-Systemen gearbeitet, in den nächsten Jahren sollen so gleich drei 1-Exaflops-Supercomputer entstehen. Wie einer davon aussehen dürfte, zeigt eine von The Next Platform aufgearbeitete Forschungsarbeit (PDF) des National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology (NRCPC).

Das befindet sich in Wuxi in der Provinz Jiangsu, bekannt wurde das NRCPC durch den Bau des Sunway Taihu Light - derzeit immer noch der viertschnellste Supercomputer der Welt. Er erreicht eine theoretische Rechenleistung von 125,4 Petaflops und 93 Petaflops im Linpack-Benchmark, das nächste Sunway-System (das Ocean Light) hingegen soll 1 Exaflops und 700 Petaflops schaffen.

Wie die Forschungsarbeit ausführt, setzt das NRCPC erneut auf selbst entwickelte RISC-Prozessoren, sie stammen vom Shanghai High Performance IC Design Center. Die Shenwei-SW26010-Chips im Taihu Light wurden noch in einem alten Verfahren von SMIC in China produziert, wahrscheinlich mit 28 nm. Für die nächste Generation könnten 14 nm oder der N+1 verwendet werden, was den Takt und die Effizienz steigert.

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Blockdiagramm von Sunways Exascale-System (Bild: NRCPC)

Vor allem aber ist der interne Aufbau der Chips ein anderer: Statt vier sogenannter Core Groups sind es acht, ein fiktiver Shenwei SW52020 hätte damit doppelt so viele Computing Processing Elements (CPEs). Überdies wurden die Vector-Einheiten ebenfalls verdoppelt, sie arbeiten mit 512 Bit statt 256 Bit. Laut dem NRCPC liefert ein Prozessor mehr als 12 Teraflops bei FP64-Genauigkeit, das wäre so viel wie AMDs Instinct MI100 erreicht.

Über 80.000 dieser SW52020 sollen im Exascale-Supercomputer stecken, was mindestens 960 Petaflops ergibt. Deshalb ist die Kommunikation der Prozessoren untereinander extrem wichtig: Jedes Network on Chip (NOC) setzt auf zwei PCIe-Gen4-x16-Interfaces und vier 56-GBit/s-Links, zum RAM-Typ wurde keine Aussage getroffen. Beim Sunway Taihu Light wird noch vergleichsweise langsamer DDR3-Speicher verwendet.

Das NRCPC sagte, dass sich die Prozessor-Performance verglichen zu den SW26010 vervierfacht habe, dass die Datentransferrate um den Faktor 6,8x gesteigert wurde und die Netzwerkbandbreite um 8x höher ausfallen soll. Im Linpack-Benchmark steigt die erwartete Leistung von 93 Petaflops auf 700 Petaflops, im HPCG-Benchmark (High Performance Conjugate Gradients) sollen es 3 Petaflops statt 0,48 Petaflops sein.