Neue Tests für Supercomputer

Dieser Tage steht die neue Liste der weltweit 500 schnellsten Supercomputer an.

Doch der Test, mit denen die Teilnehmer zu den ausgewiesenen Werten kommen, steht mehr und mehr in der Kritik. Derzeit wird dafür ein mathematischer Test namens Linpack eingesetzt, der misst, wie schnell ein System komplizierte algebraische Kalkulationen lösen kann.

Damit kann die CPU-Performance ausreichend getestet werden, andere Aspekte wie die Geschwindigkeit des Datentransfer zwischen Arbeitspeicher und Festplatte bleiben aber unberührt. Auch wertet Linpack keine Operationen mit ganzen Zahlen aus.

In der Welt der Supercomputer, die mehr und mehr von PC-Clustern bevölkert wird, sind solche Transferraten aber mittlerweile erhebliche Maßzahlen.

In der PC-Welt sind die Hersteller bereits seit längerem von den eigentlich irreführenden Geschwindigkeitsangaben ihrer CPUs abgegangen. AMD begann bereits 2002 seine Prozessoren nicht mehr mit Gigahertz-Angaben zu bewerben, Intel zog dieses Jahr nach.

Linpack Benchmark

Neue Tests für neue Leistungen

Das unter anderem von DARPA, der Forschungsabteilung des US-Verteidigungsministerium, gesponserte Testsystem "HPC Challenge Benchmark" zieht für die Leistungsmessung insgesamt sieben Tests heran, wovon derzeit allerdings nur fünf ausgewertet werden.

Stream misst beispielsweise wie schnell Daten vom Arbeitsspeicher zum Prozessor transferiert werden, Ptrans die Geschwindigkeit der Kommunikation zwischen zweier CPUs eines Supercomputers und b_eff die Antwortzeiten und Datenkapazität eines Netzwerks.

Für Jack Dongarra, Professor an der Universität von Tennessee, Mitentwickler von Linpack und nunmehr auch an der Entwicklung von HPC beteiligt, ist klar, dass die Gesamtperformance eines Supercomputers nicht in einer einzigen Zahl dargestellt werden kann.

Die Tests des HPC Challenge Benchmark laufen laut Dongarra gleichzeitig ab, so dass die Hersteller nicht einen nach dem anderen durchführen können. Da der Test aber verschiedene Aspekte eines Systems misst, sei es nicht sinnvoll die Ergebnisse in einer einzelnen Zahl anzugeben.

HPC Challenge Benchmark

Unterstützung von Herausforderern

Der neue Test ruft unter potentiellen Neueinsteigern und den lang gedienten Vertretern der Top500-Liste erwartungsgemäß unterschiedliche Reaktionen hervor. Während Hersteller wie Cray die Tests begrüßen, ist IBM, durchgehend prominent in der Liste vertreten, weitaus vorsichtiger in der Bewertung.

Cray bewirbt seinerseits die neue Test-Suite, fünf seiner X1 Systeme führen in einem der Tests für Memory-Geschwindigkeit. In der Top500-Liste nach dem alten System ist der Hersteller derzeit eher mager vertreten.

Doch die neuen Tests werden laut Dongarra Linpack wohl nicht ersetzen. Erstens habe man mit dem lang gedienten Linpack einen besseren Vergleich neuerer Systeme mit älteren nach den gleichen Standards. Andererseits schneiden Rechner, die bei Linpack nur mäßige Werte erreichen, auch bei den neuen Tests nicht gut ab.

Die Tests entstanden als Reaktion auf die Übernahme der Listen-Führung 2002 durch NECs Earth Simulator. Das zugrunde liegende DARPA-Programm, unterstützt auch von der National Science Foundation und dem Energieministerium, gewährte IBM, Cray und Sun Microsystems Zuschüsse für die Entwicklung neuer Designs für Supercomputer. Für deren Ranking suchte man laut Dongarra neue Tests.

Neuer Spitzenreiter bei Supercomputern