Deutschland im Vorderfeld

Überhaupt ist Deutschland überdurchschnittlich gut vertreten, schaffte es doch gleich noch ein zweiter Superrechner aus Jülich unter die ersten zehn (JUROPA, ein Superrechner aus Bull-Novascale-Servern und Sun-Blades, der 274,8 Teraflop/s vorweist).

Die beiden deutschen Rechner sind zudem die einzigen unter den Top 10, die nicht in Amerika beheimatet sind. Denn die USA dominieren nach wie vor das Hochleistungsrechnen: 291 der schnellsten 500 Rechner stammen dorther, aber nur halb so viele aus Europa, aus Asien gar weniger als 50.

Bei den Rechnerherstellern hält HP einen knappen Vorsprung vor IBM, wenn es um die Anzahl der Systeme in den Top 500 geht, bei der insgesamt installierten Performance hat aber IBM die Nase vorn. Bemerkenswert ist die Platzierung von Cray mit gleich zehn Computern in diesem exklusiven Club.

Bei den Betriebssystemen der Top-500-Rechner führt Linux unangefochten (77,4 Prozent) und mit riesigem Abstand vor dem Zweiten AIX (4,20 Prozent). Etwa ab der Jahrtausendwende hat es alle anderen Betriebssysteme im Handstreich an den Rand gedrängt. Den Prozessorherstellern geht Intel souverän mit knapp 80 Prozent voran, gefolgt von IBMs Power-Prozessoren (11 Prozent) und den mit 8,6 Prozent abgeschlagenen AMD Opterons.

Schaut man noch genauer hin, offenbart sich der Siegeszug der Quadcore-Prozessoren: Die CPUs von 383 Rechnern der schnellsten 500 Computer gehören zu dieser Familie. Lange Zeit erhöhten die Prozessorhersteller zur Leistungssteigerung vor allem die Taktfrequenz und senkten zum Energiesparen im Gegenzug die Betriebsspannung. Dieser Prozess ist aber inzwischen an natürliche Grenzen gestoßen - mit 0 Volt kann niemand arbeiten, um die Energiedichte bei noch höheren Frequenzen zu kompensieren.

Viele Kerne sind Trumpf

Deshalb dominiert heute der Trend zu mehr Kernen und mehr Parallelarbeit bei stagnierender Taktfrequenz (Abbildung 2). Mit Ein-Kern-CPUs platzierten sich überhaupt nur noch vier Systeme in den Top 500. Alle anderen Vertreter dieser Klasse schafften nicht den Sprung über das erneut höhere Einstiegsniveau von jetzt mindestens 17,1 Teraflop/s für die Liste.

Abbildung 2: Weil sich die Taktfrequenz nicht weiter steigern lässt, explodiert stattdessen seit einigen Jahren die Zahl der Rechenkerne in den Supercomputern mit einem exponentiellen Anstieg.

Allerdings erwächst den Mehrkern-CPUs zunehmend Konkurrenz aus dem Lager der GPUs (Graphical Processing Units) moderner Grafikkarten, deren Rechenleistung bereits im Teraflop-Bereich liegt. Systeme wie beispielsweise der japanische Supercomputer Tsubame des Tokioter Institute of Technology erreichen mit 170 Tesla-Grafikchips immerhin 77,48 Teraflop/s in der Praxis.