今年是臺灣超級電腦發展最值得驕傲的一年。在6月底剛發布的Top 500全球超級電腦500強最新排行榜中,臺灣首度擠入全球50強,而且上榜的超級電腦囊括了10個名次,是臺灣史上進榜數量最多的一次,其中,除了國網中心最強的新超級電腦以外,其餘9臺超級電腦都是民間企業所擁有。

國網中心即將在8月上線的新超級電腦,首度進榜就登上第35名,讓臺灣一舉超越中國(第43名)與南韓(第53名),站上亞洲第2名的地位,僅次於日本東京工業大學的超級電腦(第14名)。

臺灣Top500入圍10名,民間企業便獨占9席
以國家別來區分,今年Top500榜單上,美國、英國、日本、德國與中國,幾乎占據榜單的絕大多數,其中美國在建置規模與應用發展更大幅領先世界其他國家,原因則歸咎於超級電腦是一項戰略性質濃厚的產業,美國政府大力支持,也讓美國在超級電腦的發展上占據領導地位。

透過Top500的榜單,不難嗅出各個國家的經濟發展與競爭程度,如逐漸崛起的金磚四國,在Top500名單更是不斷上升。而這也反應到臺灣超級電腦的發展,過去臺灣每次上榜的超級電腦都不到5名,2006年6月的榜單中,臺灣只有3名,到2006年11月更只剩下2名。不過,至今年6月的報告,臺灣入圍的榜單便一舉獲得10席。

在這10席的名單中,第1名為國網中心(排名35);第2名為某大型晶圓製造商(排名167);第3名為某大型IC設計大廠(排名179);第4名為某大型流通業(排名361~366,計有6臺);第5名為智冠科技(排名475)。

過去,臺灣超級電腦的發展上,學術研究與政府單位便占據大多數的榜單,如國網中心、中央研究院與氣象局等。弔詭的是,去年11月公布的名單中,學術與政府單位都缺席。而在這次列席的榜單中,也只剩下國網中心獨撐大樑,其他全數為民間企業。

惠普高效能運算技術顧問沈仲杰便表示,由於x86伺服器售價越來越便宜,越來越多的企業由於運算成本逐漸低廉,都在思考如何透過超級電腦來協助公司發展。

他表示,臺灣是製造業發展的重鎮,比方說,晶圓與IC的設計與研發,都是需要超級電腦來加速研究,除製造業,2年前P&G(寶僑)也將超級電腦用在化妝品包裝設計,超級電腦運用層面越來越廣,越來越多企業逐漸採用,也造成Top500名單中,民間企業比重逐漸上升的現象。

在這入榜的名單中,除了國網中心使用IBM機架式伺服器,其他9臺超級電腦全數採用惠普的刀鋒伺服器,除智冠科技外,今年新入榜的都採用惠普去年推出新一代刀鋒伺服器C-Class。沈仲杰表示,由於刀鋒伺服器在密度表現相較於一般機架伺服器要來得出色,越來越多的企業都採用刀鋒伺服器。

再細究伺服器處理器,過去AMD在高效能運算都有不錯的成績,以這次進榜名單,除了智冠科技是仍蟬聯榜單的舊機器,其他超級電腦都是新建置的,而這些超級電腦則全數採用英特爾Xeon 5100系列處理器。惠普工業標準伺服器事業處產品經理周錫榮表示,原因在於英特爾使用FB-DIMM(Fully Buffered-DIMM)記憶體,相較於AMD使用的DDR2效能要來得好。

不過,周錫榮表示,雖然目前英特爾處理器占據領先的地位,但也不代表AMD會一直落後,由於處理器廠商技術上不斷競爭,不同的時間點,處理器的效能表現便有所不同,伺服器廠商都是站在中立的立場去看待兩大處理器廠商的變化。

臺灣最強的超級電腦Q3現身
國網中心是臺灣高速網路發展的重鎮,而有了這套超級電腦的加入,讓從未名列全球50大超級電腦榜上名單的臺灣,一舉登上全球第35強,國家高速網路與計算中心主任葉俊雄表示,國網中心的整體計算量將全面提升3倍之多,亦將能擴大支援更多跨領域及大規模計算使用,而透過這套超級電腦龐大的效能,可以在更短的時間,解決更龐大的問題,在計算的精確度也更為提升。也因此,過去因運算資源不夠大,限制許多研究的發展,未來有了這套超級電腦更可以提升臺灣學術研究,而該超級電腦預計在今年第3季正式上線。

國網中心新購的IBM System Cluster 1350超級電腦,總共由532臺伺服器所組成,原本預計其浮點運算量的理論值為24.576 TFlop/s,Linkpack效能測試程式所測得實際預測值為15.974 TFlop/s。

但根據最新一期的Top500的資料,總運算速度理論值為24.6 TFlop/s,實際值更達到19.91 TFlop/s,實際值較先前預期高出4 TFlop/s,國家高速網路計算中心計算基礎設施服務計畫主持人朱賢良表示,從12月底截標後,3月底完成了硬體建置,為了讓超級電腦發揮更高的效能,工作人員都是日以繼夜不斷的進行,工作到凌晨2、3點更是稀鬆平常的事,為了就是讓效能有更好的發揮,工作人員花了許多時間在調校各種參數,讓超級電腦發揮最大的效益。

這套超級電腦由512臺運算節點、4臺管理節點、8臺前端節點,及8臺儲存節點所組成。其中,運算節點採用512臺IBM eServer x3550二路伺服器,總計配備1,024顆Intel Xeon 5160雙核心處理器(時脈為3.0GHz),核心總計有2,048顆,而每顆核心都分配4GB記憶體,因此計算節點總共使用8,192GB容量的記憶體。

建置在南科的IBM System Cluster 1350,共使用23個機櫃,第一與第三排為計算節點,共使用7個機櫃,而位在中間的第2排為管理節點、前端節點與儲存節點,共使用9個機櫃,但除了第2排外,1、3排的計算節點都建置水冷系統,陸聲忠表示,計算節點相較於其他節點散發的熱量更高,若不使用水冷系統,系統的不穩定性將更為提升。

計算節點除了使用水冷系統外,機櫃與機櫃的距離則維持30公分,陸聲忠表示,IBM原本規畫60公分的機櫃間距,但全部14個機櫃加起來便占據機房太多空間,與IBM協商後,在不會影響系統的散熱下,將60公分縮減至30公分。

目前國網中心的超級電腦除了提供國家颱洪研究中心、新能源開發與醫療影像等重大國家級計畫使用,朱賢良表示,超級電腦也開放一般企業使用。

目前針對企業界不同的研究,如機車震動、汽車碰撞與熱傳等問題,國網中心會與企業一起進行研究,會根據不同的問題,用不同的計算模式,至於計費方式,也根據不同的研究,有不同的計價標準,目前國網中心並無統一的計價模式。文⊙林文彬



第35屆Top500臺灣入圍企業

Top500排名 入圍企業  處理器數量 機器群名稱 Rmax
35 國網中心  2072 IBM System Cluster 1350 19910
167 大型晶圓製造公司 896 HP Cluster Platform 3000 BL460C 6988
179 大型IC設計公司 868 HP Cluster Platform 3000 BL460C 6770
361 某流通業 616 HP Cluster Platform 3000 BL460C 4805
362 某流通業 616 HP Cluster Platform 3000 BL460C 4805
363 某流通業 616 HP Cluster Platform 3000 BL460C 4805
364 某流通業 616 HP Cluster Platform 3000 BL460C 4805
365 某流通業 616 HP Cluster Platform 3000 BL460C 4805
366 某流通業 616 HP Cluster Platform 3000 BL460C 4805
475 智冠科技 1336 HP Blade Cluster BL-20P 4182
資料來源:Top500,2007年6月,iThome整理。


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