從未名列全球50大超級電腦榜上名單的臺灣,即將在今年有個大幅度的躍進。隨著國家高速網路與計算中心新購的超級電腦即將在8月上線,臺灣將首度晉身全球超級電腦50強。
>>>一探臺灣超級電腦重鎮──國網中心

國家高速網路與計算中心(簡稱國網中心)為了讓每個研究專案可分配到更多的運算資源,在去年以2.85億元的經費,採購IBM System Cluster 1350超級電腦。這套超級電腦,主要由IBM負責規畫及建置,預計在5月底完成驗收,8月正式上線。

運算效能超越第29名南韓氣象局
國網中心計算基礎設施服務計畫主持人朱賢良表示,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,其浮點運算量的理論值為24,576 Gflop/s,由Linkpack效能測試程式所測得實際值可達15,974 Gflop/s。

對照2006年11月最新的Top500超級電腦排行榜,國網中心新購的超級電腦,其運算效能已超越排名第29名的南韓氣象局(浮點運算量為15,706 Gflop/s)。朱賢良表示,即便今年可能有其他國家更為強悍的超級電腦加入,臺灣或許不見得能順利排在第29名,但排名前50名是絕對沒問題。這次將是自2002年進入前60名後,首度推進到前50名。

全球500大超級電腦排行榜(Top500 Supercomputer)每年會發布2次排行,自1993年開始發布至今,美國幾乎囊括了過半數的超級電腦。以去年最新的排行榜為例,美國有238套超級電腦上榜,第2名的日本則只有32臺,其他多數國家上榜的數量甚至只有個位數,懸疏極大。其中,位居榜首的IBM Blue Gene/L,擁有2.8Tflop/s的浮點運算量,遙遙領先其他競爭對手,仍穩坐全球最強超級電腦的寶座。

臺灣自1993年開始至今,總共有31臺超級電腦登上Top500,其中多數是國網中心的超級電腦,不過也不乏民間企業所擁有的超級電腦,如臺積電、聖立科技、邑泰科技及智冠科技。而排名最高的一次則是60名,國網中心在2002年以一套由256臺IBM pSeries 690 Turbo所組成的超級電腦,擠入全球前60名,當時這套超級電腦的浮點運算量達590.2Gflop/s。>>>臺灣歷年入圍Top500的超級電腦

近幾年來,臺灣在Top500超級電腦入榜數量逐漸減少,排名也退至近5百名。去年最新的榜單,只有智冠科技的2套超級電腦仍名列其中,分別是第484與485名。這2套超級電腦皆由HP Blade Cluster BL-20P刀鋒伺服器所組成,用以營運魔獸世界的線上遊戲。

集結3年預算一次購足532臺伺服器
國網中心是支援臺灣學術研究所需高速運算的重鎮,朱賢良表示,雖然國網中心每年會固定編列預算以採購超級電腦,但礙於逐年分批採購的限制,每年所採購的運算資源不夠大,因而限制許多研究的發展。於是國網中心改變以往的採購方式,改由集結3年預算,以較高的經費,一次性採購運算量更大的超級電腦。在新購IBM System Cluster 1350超級電腦加入服務後,每個研究專案所能分配到的運算資源,將由目前的32顆處理器提升至128顆處理器。

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,全數採用Novell SUSE Linux Enterprise 10伺服器作業系統。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。

管理節點採用4臺IBM eServer x3650,主要負責程式派送與編譯;前端節點採用8臺IBM eServer x3650,負責維運數目龐大的伺服器;而儲存節點亦採用8臺IBM eServer x3650,負責分配資料儲存,目前總儲存量規畫16TB。這套超級電腦裏的伺服器串接,都採用Infiniband來連接,讓伺服器搭配高速網路。

朱賢良表示,新購的IBM System Cluster 1350超級電腦將設置在南科,因為位於竹科的機房已滿。國網中心的南科機房將為IBM System Cluster 1350規畫23個機櫃,分成三排擺設。國網中心助理研究員陸聲中表示,由於伺服器數量相當龐大,現階段的問題主要是機房配電與空調,預計於3月底完成機房配電與空調改善工程。
IBM預計自4月9日開始陸續交貨532臺伺服器,陸聲中表示,IBM預計在5月底完成系統安裝。他指出,超級電腦建置初期通常不會面臨大問題,真正的挑戰在系統實際上線後。文⊙吳其勳、林文彬一探臺灣超級電腦重鎮──國網中心

過去臺灣的高速電腦,主要由各學校自行建構與維運,因而容易造成資源分散,而且高速電腦費用龐大,並非是一般研究機構可以負荷,為了統合全臺的資源,國網中心於是成立。

自1993年開始至今,臺灣總共有34臺超級電腦上榜,上榜次數為63次,而國網中心的超級電腦,一直是臺灣入圍Top500排行榜的主力,從1995年開始進入排行榜,至2006年11月,共錄取過30次,幾乎占據臺灣超級電腦的一半,截至目前臺灣最高60名的記錄,也是國網中心在2002年拿下的。

過去由於政府對於高速運算資源不夠重視,造成連南韓或東京大學所使用的超級電腦,都超越了國網中心的運算量。從去年開始,政府積極投入超級電腦的發展,國網中心計算基礎設施服務計畫主持人朱賢良表示,由於國科會主委的指示,讓3個年度的超級電腦預算可以一次購足,這也提升國網中心超級電腦的運算量,讓學術研究機構不再礙於運算資源的不足,而縮小研究計畫。

除了學術研究之外,國網中心也開放超級電腦給一般企業使用,但必須事先申請。計費方面,由於處理器新舊不同,價格也不同,如使用較新處理器每分鐘收費2元,而較舊的處理器,每分鐘為0.5元,平均每分鐘收費1元。

國網中心預計今年8月IBM System Cluster 1350在南科機房正式上線,可望一舉進入Top500的前50強。除了南科,竹科機房也有超級電腦,朱賢良表示,目前正在籌畫將連結竹科與南科的超級電腦,建立如同網格的架構,讓運算資源如同水電般容易取用。

國網中心預計明年將成立一個高速電腦計算網站,透過這個網站,使用者便可將運算的需求傳送到南科或竹科的超級電腦,朱賢良表示,目前此計畫還在雛型發展的階段,由於目前網格運算仍有許多技術尚未突破,因此,明年登場的超級電腦網站,只提供自動分配運算資源,例如,若使用者運算量大,將會傳送到南科新設置的超級電腦進行運算,但竹科與南科現階段運算資源仍無法做到分享,也就是說,同一份工作尚無法由兩地同時進行運算。

朱賢良說:「臺灣真正的網格運算,目前仍局限於技術與國內需求不足的問題,但至少可以確認,在不久的將來,臺灣的超級電腦一定會走向網格運算。」文⊙林文彬臺灣歷年入圍Top500的超級電腦

公司 Top500最佳名次 入圍電腦數
時間/名次 浮點運算量
國家高速網路與計算中心 2002年6月第60名 590.2 16
中央氣象局 1999年11月第66名 139 4
智冠科技 2005年6月第151名 2199.7 2
中央研究院 2001年6月第182名 132 2
邑泰科技 2003年6月第255名 418.1 1
LOREN 1993年11月第303名 0.98 1
聖立科技 2003年11月第309名 503.5 1
台積電 2001年6月第322名 90.9 1
某製造公司 2002年11月第434名 197.3 1
交通大學 1994年11月第433名 1.335 1
中山大學 1993年6月第484名 0.425 1
資料來源:Top500,iThome整理


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