Es ist seltsam, dass es kein chinesischer Supercomputer ist, der die Top-500-Liste anführt

Amerikanische Supercomputer dominieren die Top500-Rangliste der leistungsstärksten Siliziummaschinen der Welt, aber Europa liegt weiterhin vorne.

A Top500.org veröffentlicht alle sechs Monate eine Liste der schnellsten Supercomputer der Welt, also haben sie es getan Die meisten sind es. Das erste ist das Frontier-System im Oak Ridge National Laboratory (Tennessee, USA) und es ist das einzige mit einer Rechenleistung von mehr als einem Exaflop. Im Großen und Ganzen haben amerikanische und europäische Supercomputer ihre Positionen gehalten, China ist jedoch merklich von der Liste zurückgefallen. Chinas letztes Wettbewerbssystem, das die Top500-Liste anführte, war das 61,4 Petaflop Tianhe-2A, das 2018 auf den Markt kam. Das leistungsstärkere Sunway TaihuLight mit 93 Petaflops ist sogar noch älter, da es bereits 2016 in die Top500-Rangliste aufgenommen wurde.

Von offenes Geheimnis, dass die Chinesen über mehrere Systeme der Exascale-Klasse verfügen, die mit dem amerikanischen Frontier-System konkurrieren können, nur China spricht nicht darüber. In den letzten Jahren gingen beim Top500 immer weniger Bewerbungen aus China ein. Die einbezogenen Produkte stammen größtenteils von kleineren Branchenteilnehmern im einstelligen Petaflop-Bereich. Mit 134 am aktuellen Ranking teilnehmenden Systemen ist China nach wie vor einer der größten Player, doch diese Zahl nimmt stetig ab. Im Jahr 2023 wurde nur ein neues System gemeldet, der Geely Wise Star Dubhe belegt den 185. Platz. Es wurde von Lenovo für den Autohersteller Geely gebaut (zu ihnen gehören auch die Marken Volvo und Lotus) und verfügt über 1.280 skalierbare Sapphire Rapids Xeon-Prozessoren mit 32 Kernen.

Frontier stand vor einem Jahr auf der Liste vom Juni 2022, der Supercomputer des US-Energieministeriums vor Japans 442-Petaflop Fugaku. Dies wurde als bedeutender Fortschritt und Rückkehr der USA bezeichnet, die lange Zeit eine Spitzenposition im internationalen Ranking innehatten. Den „ersten Platz“ gibt es jedoch nur auf dem Papier, denn seit 2021 wissen wir, dass die chinesischen Systeme Sunway Oceanlite und Tianhe-3 im Linpack-Benchmark die Exaflop-Grenze überschritten haben. Keines der Systeme ist im Top500-Ranking enthalten.

Für den chinesischen Rückzug gibt es mehrere Gründe. Vielleicht zeigt dies, dass die US-Handelsbeschränkungen die gewünschte Wirkung zeigen. Viele der nationalen Hochleistungsrechenzentren Chinas wurden auf die Sanktionslisten der USA gesetzt, wodurch sie strengeren Exportkontrollen für sensible Technologien unterliegen. Erwähnenswert ist auch, dass die oben genannten Oceanlite- und Tianhe-3-Systeme keine Chips von Intel, AMD oder Nvidia verwenden, sondern auf proprietären Chiparchitekturen basieren. Das heißt nicht, dass die US-Restriktionen die Entwicklung von Supercomputern in China nicht behindert haben: Diese Chips werden mit ziemlicher Sicherheit nicht in China hergestellt, wo die modernsten Fabriken des Landes erst seit Kurzem in der Lage sind, Chips im 14-nm-Verfahren herzustellen.

Der fabriklose chinesische Chiphersteller Biren beispielsweise war gezwungen, seine Designs zu überarbeiten, um den im vergangenen Herbst in Kraft getretenen US-Beschränkungen für maximale Übertragungsraten zu entsprechen. Das Entwerfen eigener HPC-fokussierter Chips ist daher keineswegs eine Lösung. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die Chinesische Akademie für Technische Physik Hinterkanäle und Scheinfirmen nutzt, um US-Chips für den Bau von Supercomputern zu beschaffen, die in Kriegsspielen und Atomwaffensimulationen eingesetzt werden.

Der Hauptgrund könnte sein, dass es keinen Sinn macht, zwei oder mehr chinesische Exascale-Systeme öffentlich in die Top 500 aufzunehmen, außer das US-Handelsministerium zu verärgern und noch härtere Sanktionen der Biden-Regierung zu riskieren. Letztlich handelt es sich bei diesen Maschinen um Werkzeuge, die alle möglichen rechenintensiven Aufgaben erledigen – einige zum Nutzen der Menschheit, andere zur Sicherstellung der weltweiten Wirksamkeit nuklearer Arsenale. Die Maschinen müssen nicht in der Top500-Liste sein, um ihre Arbeit zu erledigen – die Chinesen übertreiben ihre Ergebnisse also nicht einmal.

Der erste europäische Supercomputer soll nächstes Jahr die Exaflop-Marke knacken
Doch während Chinas Supercomputer im Verborgenen sind, ist Europa in den letzten Jahren in der Rangliste stetig vorgerückt. Der finnische Supercomputer LUMI feiert seinen ersten Geburtstag und ist das drittstärkste System der Welt. Im vergangenen Herbst verdrängte das italienische Leonardo-System das amerikanische Summit und belegte den 4. Platz. In den sechs Monaten, die seitdem vergangen sind, hat Leonardo eine noch höhere Leistung erzielt und nach 174 Petaflops im letzten Herbst sind es nun 238 Petaflops. Nach der Fertigstellung des Jupiter-Systems am Rechenzentrum Jülich in Deutschland wird Europa voraussichtlich noch weiter vorne sein und das System könnte bereits Ende 2023 oder Anfang 2024 betriebsbereit sein.

Während Europa auf sein erstes Exascale-System wartet, warten die Vereinigten Staaten gespannt auf die Fertigstellung des Aurora-Supercomputers des Argonne National Laboratory. Das System verzögert sich seit 2018, da Intel keine Sapphire Rapids-CPUs und Ponte Vecchio-GPU-Server ausliefert. Mit der Einführung der skalierbaren Xeon-Systeme der 4. Generation von Intel im Januar kam schließlich das letzte Puzzleteil. Obwohl Argonne die Frist für die Teilnahme am aktuellen Top500 verpasst hat, scheint es wahrscheinlich, dass das System, das im Linpack-Benchmark zwei Exaflop-Leistungen erzielen soll, in der zweiten Hälfte des Jahres 2023 erscheinen wird.