Top500体现超算世界中的"富者愈富"现象

  根据最新的高性能计算机Top500榜单显示,超级计算能力正在被逐渐集中在更少数量的机器中。榜单的维护者并不确定应如何来解释这一趋势。

  Erich Strohmaier在SC2013超级计算机大会的一个星期二晚间讨论会上指出,在最新的超级计算机榜单中,排名前十七的超级计算机所拥有的超级计算能力是榜单中所有超级计算机全部计算能力的一半(约为250 petaflop/s,即每秒一千兆次浮点运算),Erich Strohmaier是对全世界最强大的超级计算机进行每两年一次排名活动的组织者。

  榜单中排名第一的是中国的天河2系统,其运算速度为每秒33.86 petaflops。

Top500体现超算世界中的

  “在过去的几年时间中,这份超级计算机榜单已变得头重脚轻。”Strohmaier说。“在过去的五年,我们已发现超级计算功能正急剧地向大型数据中心集中。”

  但是Top500评选活动的组织者也并不确定这一趋势是否预示着超级计算机的总体发展逐渐势弱。这是否预示着超级计算的整体水平下降,或者超级计算的审查权力正逐渐集中到少数政府机构和大公司的手中呢?

  “我们并不清楚这一趋势的真正含义,”Lawrence Berkeley国家实验室的Horst Simon说,他也是Top 500的组织者之一,“但是,揭示这一趋势并对之进行讨论是非常重要的一项工作。”

  Strohmaier为了描述用于形容这一趋势的“异常”一词的程度,他使用了被称为基尼系数的统计分布指标,这个指标可对某些资源的分布进行排名。基尼系数常被用于衡量国家的财富分布,其数值范围为从0到1,其中0表示资源均匀地分布在所有人手中,而1则表示了某一方独霸着所有的资源。

  超级计算机Top500列表的基尼系数得分为0.6,这是一个相当高的数值,Simon指出,相比之下是一个国家的Top500超级计算机拥有量,即少数富裕国家拥有着极为不平衡的多数超级计算机。Simon开玩笑地将其比喻为“超级计算世界中的富者愈富现象”。

  通过对相关指标的进一步深入研究,Strohmaier发现政府和行业巨头在购买超级计算机的习惯上并没有很大的差别。这两种购买者都不主张购买少数的中型系统,而是集中全力购买少数的更大型系统。

  这个发展趋势可能是有问题的,因为随着时间的推移,少数更大型系统可能会导致熟练运行高性能计算机的管理人员和工程师的流失。从另一方面来说,这也可能并不是问题,因为大多数的最大型系统都是由多个用户共享的,例如每个国立大学的所有研究人员。

  Alfred Uhlherr也是讨论小组的成员之一,他是澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的一名研究科学家,他把这一趋势的原因归咎为另一个可能的因素。

  就他所知的,有很多组织(包括政府机构和行业公司)所拥有的超级计算机在超级计算机Top500的排名不断下跌,最明显的表现就是他们所拥有的系统的排名并不在Top500排名的前列。诸如中国这样的国家,或者象IBM公司这样的企业巨大都认为能够在超级计算机Top500榜单中占据前几名将对他们自身产生积极的宣传效果。而对于那些名字出现在列表末端的超级计算机拥有者而言,登榜的意义可能并不大,有时甚至是得不偿失的。

  如欲入围超级计算机的Top500榜单,就必须运行Linpack基准,并以其测试结果作为评选依据。

  例如,美国能源部的Lawrence Livermore国家实验室的Sequoia超级计算机(其目前榜单排名第三,计算速度为17 petaflop/s)就不得不运行Linpack测试基准长达23个小时以获得其结果,Top500的策划人之一及Linpack的合作开发人Jack Dongarra说。

  那天晚上,Dongarra指出,早在20世纪70年代开发的 Linpack已经不再是用于评估超级计算机性能的最佳工具了。他推荐使用新的被称为高性能共轭梯度(HPCG)的新的测试工具,他本人也参与了这款工具的开发。

  “在上个世纪的九十年代,Linpack的性能与那些在高性能系统上运行的应用程序有着较高的相关性。但是随着时间的推移,这一相关性也发生着变化。”就目前而言,测试基准工具的报告和应用程序的性能之间已经出现了不匹配的情况,“Dongarra说。

  但是,很多的大会出席者仍然认为以Linpac驱动为基准的Top500评选还是可行的。CSIRO的Uhlherr说,他的组织还密切地研究了这份榜单,他们并没有过多地参考Linpack基准测试排名,而是观察行业,例如能源公司使用超级计算机只是将其作为确保澳大利亚在这些领域竞争力的一种方法而已。