Supercomputer, il nuovo re si chiama El Capitan: 1,74 Exaflops di potenza con hardware AMD

La 64a edizione della TOP500, la classifica che mette in fila i supercomputer più veloci al mondo, vede un cambio di posizione al vertice. El Capitan supera Frontier, in uno scontro "fratricida" tra supercomputer basati per CPU e GPU su hardware AMD.

El Capitan, supercomputer ospitato presso il Lawrence Livermore National Laboratory in California, ha sbaragliato la concorrenza con un punteggio HPL di 1,742 EFlop/s. Il nuovo sistema è basato su processori AMD EPYC di 4a generazione (24 core a 1,8 GHz) e acceleratori AMD Instinct MI300A, per un totale di 11,039 milioni di core, di cui 9,98 milioni sono core GPU.

Nel sistema, che prevede 11.136 nodi, ci sono un totale di 44.544 APU AMD Instinct MI300A, quattro APU per nodo. El Capitan dispone anche di oltre 5,4 petabyte di memoria principale. Il nuovo re della TOP500 vanta un picco di potenza teorico (Rpeak) di 2,74 exaflops, un dato che realmente non si ottiene mai in quanto calcolato sommando la potenza massima di tutti i componenti, in un regime di perfetta scalabilità prestazionale.

L'ex numero uno, il Frontier installato all'Oak Ridge National Laboratory in Tennessee, è scivolato in seconda posizione nonostante un incremento della potenza di calcolo da 1,206 a 1,353 Eflop/s. A bordo di Frontier ci sono microprocessori AMD EPYC di 3a generazione (denominati Trento, una versione ottimizzata di Milan), dotati di 64 core impostati a 2 GHz, a cui si affiancano gli acceleratori AMD Instinct MI250X. Il numero totale di core, alla luce della recente espansione, è salito a 9,06 milioni.

La terza posizione della TOP500 di novembre 2024 è occupata dal supercomputer Aurora, installato presso l'Argonne Leadership Computing Facility in Illinois. Basato interamente su hardware Intel, più precisamente le CPU Xeon Max Series (Xeon 9470, 52 core a 2,4 GHz) e gli acceleratori Data Center Max Series, Aurora non va oltre una potenza di calcolo 1,012 Eflop/s. A bordo sono presenti un totale di 9,26 milioni di core.

Conserva la quarta posizione Eagle (Microsoft Azure Cloud), il supercomputer cloud più potente al mondo con un punteggio HPL di 561,2 PFlop/s ottenuto grazie alle CPU Intel Xeon Platinum 8480C e agli acceleratori NVIDIA H100.

L'altra grande novità di questa edizione della TOP500 arriva dall'Italia e si chiama HPC6; con una potenza di 477,90 PFlop/s occupa la quinta piazza. Il sistema, installato al centro di Eni S.p.A a Ferrera Erbognone (Pavia), condivide in scala più ridotta la stessa architettura hardware di Frontier. Al suo interno vi sono 3,14 milioni di core di elaborazione.

A seguire il supercomputer di Eni c'è il giapponese Fugaku, fermo a 442 Petaflop/s, ma soprattutto il nuovo supercomputer Alps installato presso lo Swiss National Supercomputing Centre (CSCS) in Svizzera. Il nuovo supercomputer è stato aggiornato e ora la sua potenza è salita a 434,9 Pflop/s grazie all'hardware NVIDIA Grace Hopper Superchip per un totale di 2,12 milioni di core.

Chiudono la TOP 10 il supercomputer LUMI installato in Finlandia (380 Pflop/s), l'italiano Leonardo del CINECA (241,1 Pflop/s) e lo statunitense Tuolumne, un sistema gemello di El Capitan, ma in piccola scala tanto da fermarsi a 208,1 PFlop/s.

Tirando le fila della TOP500, vediamo che i processori AMD sono i più diffusi nella TOP 10, con le soluzioni EPYC a bordo di cinque supercomputer (El Capitan, Frontier, HPC6, LUMI e Tuolumne). A seguire le CPU Intel, presenti in tre sistemi (Aurora, Eagle, Leonardo), mentre NVIDIA Grace (Alps) e la soluzione ARM Fujitsu A64FX (Fugaku) si spartiscono le altre due posizioni.

In linea generale, le CPU Intel stanno perdendo quota nella TOP500: la presenza delle proposte della casa di Santa Clara è scesa dal 63% di sei mesi fa all'attuale 61,8%. Al contrario, la quota di AMD è passata dal 31,2% al 32,4%. Solo 9 sistemi o poco meno del 2% sono equipaggiati con una CPU Fujitsu (A64FX). NVIDIA Grace trova spazio in 9 supercomputer e IBM Power9 in 4 sistemi.

Per quanto concerne la diffusione di acceleratori GPU o coprocessori, inutile dire che il loro numero è salito a 211 unità, dalle 195 della precedente edizione. Di questi, 72 sono basati su architettura NVIDIA Ampere, in calo rispetto agli 84 dell'edizione di metà anno. Il numero dei sistemi con NVIDIA Hopper, invece, è quasi triplicato arrivando a 60 dai precedenti 22. Gli acceleratori NVIDIA Volta si trovano ancora a bordo di 33 sistemi. Per quanto concerne le GPU AMD, le soluzioni Instinct MI250X sono su 12 sistemi, mentre l'APU Instinct MI300A trova spazio in cinque supercomputer, tra cui El Capitan.

La Cina e gli Stati Uniti sono ancora una volta i Paesi che hanno il maggior numero di presenze nella TOP500, ma la Cina sta calando perché non condivide più i dati sui propri sistemi come faceva un tempo. Gli Stati Uniti hanno aggiunto due sistemi alla lista, portando il numero totale a 173. La Cina è passata, invece, da 80 a 63 sistemi. La Germania sta rapidamente raggiungendo la Cina, con 41 sistemi in classifica. In termini di continenti, l'America del Nord conta 181 macchine, l'Europa 161 e l'Asia 143.

Green500, quali sono i supercomputer più efficienti?

La classifica Green500, che accompagna la TOP500, ci mostra un quadro diverso: è l'Europa a dominare la classifica Green500, con otto supercomputer nelle prime dieci posizioni. In vetta troviamo il modulo JEDI del futuro supercomputer europeo exascale JUPITER, che è in costruzione presso il Centro Ricerche Jülich e dovrebbe essere pronto l'anno prossimo.

Grazie alle soluzioni Grace Hopper di NVIDIA, JEDI ha raggiunto un'efficienza di 72,73 GigaFLOPS per watt, poco sopra al nuovo numero 2, il francese ROMEO-2025 con 70,91 GFLOPS/W. Al terzo posto troviamo nuovamente la Francia con Adastra 2, un sistema basato su hardware AMD, con 69,10 GFLOPS/Watt.

Al 5° e 6° posto ci sono due nuovi arrivati dalla Germania: Capella con 68,05 GFLOPS/Watt e l'altro modulo del futuro supercomputer JUPITER, denominato JETI, con 67,96 GFLOPS/Watt. Da segnalare anche la presenza in decima posizione di rzAdams, uno dei due sistemi statunitensi in TOP 10.

Non c'è spazio nella TOP 10 per El Capitan, che però non figura certo male: il nuovo supercomputer al vertice della TOP500 consuma oltre 35 megawatt di energia a pieno regime e si ferma a 58,89 Gigaflops/watt, conquistando il 18° posto nella classifica Green500 dei supercomputer più efficienti.