Fugaku övertog denna månad förstaplatsen i superdatorlistan Top500. Och med god marginal. Den arma tvåan Summit ligger långt efter med en prestanda på 149 petaflops mot Fugakus 416.

Fugaku är inte färdigbyggd än. När testet gjordes var den utrustad med en armada av 152 000 stycken 48-kärniga exemplar av Fujitsus Armprocessor A64FX – en veritabel Armarmé på 7,3 miljoner kärnor. Den ska vara fullt klar i april nästa år. Då är den armerad med 159 000 processorer och spås prestera 540 petaflops.

Fugaku började tillverkas år 2014 av forskningsinstitutet Riken och elektronikföretaget Fujitsu.

Tvåan Summit ägs av armerikanska energimyndigheten och är byggd av Power9-processorer från IBM med V100-grafik­processorer från Nvidia som extra acceleratorer – ett vanligt knep bland Top500-listans superdatorer.

Bolaget Arm – som äger arkitekturen med samma namn – har ett utvecklingsprogram för högprestandaberäkningar (HPC). Det har samarbetat med Riken och Fujitsu om att utveckla A64FX. Den används i ytterligare tre superdatorer i Top500-listan. I listan finns även en superdator som använder Marvells Armprocessor ThunderX2.

Arm var brittiskt fram till år 2016 då det köptes av japanska Softbank.

Ursprungligen var planen att Fugaku skulle bli Japans första exadator – alltså först att passera en exaflops i prestanda, en triljon beräkningar i sekunden.

Så blir det alltså inte, utan bara en dryg halv exaflops. Tillverkaren Riken förklarar sig ändå nöjd. Fugaku kommer på vissa tillämpningar att vara 100 gånger snabbare än sin föregångare K, vilket var ytterligare en målsättning med Fugaku. Och det var egentligen viktigare, förklarar Riken idag. Föregångaren K toppade Top500 för nio år sedan, på drygt 8 petaflops.

Testet för Top500 bygger på matrisalgebrabiblioteket Linpack. Exekverandes den algoritmen når Riken alltså inte upp till en exaflops,en triljon beräkningar i sekunden.

Men vad gäller AI-beräkningar har Fugaku faktiskt sprängt triljonvallen. Fugaku toppar topplistan HPL-AI med en prestanda på 1,4 exaflops. Detta benchmark tillåter beräkningar i lägre precision vilket betyder att mindre bandbredd – en flaskhals inom HPC – behövs. AI har gjort ett djupt intryck och världens superdatorer optimeras numera för AI-beräkningar ända in i kislet.

Fugaku toppar dessutom HPCG-listan, som är en benchmark på tillämpningar hämtade direkt ur verkligheten. HPCG-segerprestandan är på ”bara” 13,4 petaflops.

Även Graph500 toppas av Fugaku. Det är ett benchmark för beräkningar som omsätter mycket data. Graph 500-utmaningen består i att genomsöka ett nätverk som består av 1,1 biljoner hörn förenade av 17,6 biljoner kanter. Detta nät genomsöker Fugaku på en kvarts sekund, motsvarande en sökhastighet på 71 biljoner TEPS (traverserade kanter per sekund).

När Fugaku inte bryter arm med andra superdatorer ägnar den sig åt att simulera naturkatastrofer, förutspå väder och klimat, optimera produktionsprocesser, söka efter mediciner, utveckla material, söka efter hållbar energiteknik och undersöka universums grundlagar.

Dessutom – i likhet med flera andra superdatorer just nu – bekämpar den covid-19 genom att simulera smittspridning och söka efter metoder för diagnosticering och behandling.

I toppen av Top500-listan är det stor spridning i arkitekturer. Men resten av listan, 96 procent, domineras av superdatorer på x86-processor, nästan alla från Intel.

Av de 500 superdatorerna är 226 kinesiska, 114 amerikanska och 30 japanska. Bland leverantörerna är den kinesiska dominansen ännu större: 312 av de 500 är byggda av de kinesiska företagen Lenovo, Sugon och Inspur.

De amerikanska superdatorerna är i snitt kraftfullare. Om man summerar total prestanda så bidrar amerikanska superdatorer med 0,64 exaflops av de 500 datorernas sammanlagda beräkningskraft på 2,23 exaflops. Kina bidrar med 0,56 och Japan med 0,53 varav ju det mesta levereras av Fugaku.

På listans plats nummer 395 finns en spännande superdator. Den levererar visserligen bara ynka 1,62 petaflops. Men den är energieffektivast och levererar 21,1 gigaflops per watt.

Fugaku ligger nia på denna effektivitetslista som kallas Green500. Fugaku levererar 14,7 gigaflops per watt och drar alltså totalt 28 megawatt.

Sverige har plats 96 och 260 på Top500-listan med Tetralith i Linköping respektive Beskow på KTH. De presterar 3,0 respektive 1,8 petaflops.

Också Finland har två datorer på listan och utklassar Sverige med 5,4 petaflops-datorn Mahti i Espoo på plats 48. Norge har tre med 4,4 petaflopsdatorn Betzy i Trondheim på plats 56.

En bra källa för den som är intresserad av superdatorutveckligen är nyhetssajten The Next Platform.