TOP500： JUPITERが4位にランクイン、トップ3は維持

Doug Eadline　　オリジナル記事「TOP500: JUPITER Joins the List at Number Four, but Top Three Hold Their Position」

GPUベースのAIスーパーシステムが台頭する中、TOP500リストはシステム性能の歴史的指標を提供し続けている。生のAIハードウェアをカウントするのではなく、TOP500とその関連ベンチマークは、将来のシステムの指針となるHPCに焦点を当てた測定を提供するものだ。

そのため、TOP500の第65版では、El CapitanシステムがNo.1の座を維持していることが示された。El Capitan、Frontier、Auroraの3つのエクサスケールシステムがTOP500をリードしている。この3つはすべて米国エネルギー省（DOE）の研究所に設置されている。

カリフォルニア州ローレンス・リバモア国立研究所のEl Capitanシステムは、依然としてTOP500の第1位を維持している。HPE Cray EX255aシステムは、HPLベンチマークで1.742EFlop/sを計測した。LLNLはまた、HPCGベンチマークの測定値を提出し、17.41ペタフロップ/秒を達成し、同システムがこのランキングで新たに1位となった。

El Capitanは11,039,616コアを持ち、1.8GHzで24コアのAMD第4世代EPYCプロセッサとAMD Instinct MI300Aアクセラレータをベースにしている。データ転送にはCray Slingshot 11ネットワークを使用し、60.3ギガフロップス/ワットのエネルギー効率を達成している。El Capitanは、HPLベンチマークでエクサフロップを超えた3番目のシステムである。

テネシー州オークリッジ国立研究所のFrontierシステムは、TOP500の第2位である。Frontierは1.353EFlop/sのHPLスコアで再測定された。

FrontierはHPE Cray EX235aアーキテクチャをベースとし、AMD第3世代EPYC 64C 2GHzプロセッサを搭載している。このシステムには8,699,904個の総コアがあり、データ転送にはCrayのSlingshot 11ネットワークを利用している。

イリノイ州アルゴンヌ・リーダーシップ・コンピューティング・ファシリティのAuroraシステムは、HPLベンチマークで1.012 EFlop/sを記録し、TOP500の3位を維持している。

Auroraは、HPE Cray EX-Intel Exascale Compute Bladeをベースにインテルが構築した。インテルXeon CPU MaxシリーズプロセッサとインテルData Center GPU Maxシリーズアクセラレータを使用し、CrayのSlingshot-11ネットワークインターコネクトを通じて通信する。

4位のドイツのEuroHPC / Jülich Supercomputing CentreのJUPITER Boosterシステムは、上位10位の中で唯一の新しいシステムである。

JUPITER – JU Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research – は、EuroHPC初のエクサスケール・スーパーコンピュータとして発表された。現在試運転中で、部分的なシステムで793.4ペタフロップ/秒の予備的なHPL値を達成している。このシステムはドイツのユーリッヒ研究センターに設置され、ユーリッヒ・スーパーコンピュータセンターによって運用されている。このシステムは、EvidenのBullSequana XH3000直接液体冷却アーキテクチャをベースにしている。

TOP500結果、上位4システム、2025年6月（出典：TOP500.org）

TOP10に入ったシステムの概要を紹介する：

• カリフォルニア州ローレンス・リバモア国立研究所のEl Capitanシステムは、依然としてTOP500のNo.1システムである。HPE Cray EX255aシステムは、HPLベンチマークで1.742EFlop/sを計測した。El Capitanは11,039,616コアを持ち、1.8GHzで24コアのAMD第4世代EPYCプロセッサとAMD Instinct MI300Aアクセラレータをベースにしている。データ転送にはCray Slingshot 11ネットワークを使用し、58.9ギガフロップス/ワットのエネルギー効率を達成している。また、同システムはHPCGベンチマークで17.41ペタフロップ/秒を達成し、このランキングの新たなリーダーとなった。
• FrontierはTOP500のNo.2システムである。このHPE Cray EXシステムは、1EFlop/sを超える性能を持つ米国初のシステムである。テネシー州のオークリッジ国立研究所（ORNL）に設置され、DOEによって運用されている。現在、8,699,904コアを使用して1.353EFlop/sを達成している。HPE Cray EXアーキテクチャは、HPCとAIに最適化された第3世代AMD EPYC CPUと、AMD Instinct 250Xアクセラレータ、Slingshot-11インターコネクトを組み合わせている。
• Auroraは現在、1.012 EFlop/sのHPLスコアでNo.3である。イリノイ州のアルゴンヌ・リーダーシップ・コンピューティング・ファシリティに設置され、DOEのためにも運用されている。この新しいインテルシステムは、HPE Cray EX-Intel Exascale Compute Bladesをベースにしている。インテルXeon CPU Maxシリーズプロセッサ、インテルData Center GPU Maxシリーズアクセラレータ、Slingshot-11インターコネクトを使用している。
• JUPITER Boosterは新しいNo.4システムである。ドイツのユーリッヒにあるEuroPHC/FZJに設置され、ユーリッヒ・スーパーコンピュータセンターが運用している。これはEvidenのBullSequana XH3000直接液冷アーキテクチャをベースにしており、Grace Hopper スーパーチップを利用している。現在試運転中で、部分的なシステムで793.4ペタフロップ/秒の予備的なHPL値を達成している。
• 5位のEagleは、マイクロソフトのAzureクラウドに設置されている。このマイクロソフトNDv5システムは、Xeon Platinum 8480CプロセッサとエヌビディアH100アクセラレータをベースとしており、561ペタフロップ/秒のHPLスコアを達成した。
• No.6のシステムはHPC6と呼ばれ、イタリアのFerrera ErbognoneにあるEni S.p.Aセンターに設置されている。これもHPE Cray EX235aシステムで、HPCとAI向けに最適化された第3世代AMD EPYC CPUを搭載し、AMD Instinct 250XアクセラレータとSlingshot-11インターコネクトを備えている。477.9ペタフロップ/秒を達成した。
• 7位の「富岳」は、神戸にある理研計算科学研究センター（R-CCS）に設置されている。7,630,848コアを搭載し、HPLベンチマークで442ペタフロップ/秒を達成した。 現在、HPCGベンチマークでは16テラフロップ/秒で2番目に速いシステムである。
• スイスのスイス国立スーパーコンピューティング・センター（CSCS）に設置されたAlpsシステムが8位にランクインした。これはHPE Cray EX254nシステムで、エヌビディアGrace 72CとエヌビディアGH200スーパーチップ、Slingshot-11インターコネクトを搭載している。434.9ペタフロップ/秒を達成した。
• フィンランドのCSCにあるEuroHPCセンターに設置された別のHPE Cray EXシステムであるLUMIシステムは、380ペタフロップ/秒の性能で第9位にランクインしている。欧州ハイパフォーマンス・コンピューティング共同事業（EuroHPC共同事業）は、欧州のリソースをプールして、ビッグデータ処理用の最高クラスのエクサスケール・スーパーコンピュータを開発している。汎欧州的なプレエクサスケール・スーパーコンピュータのひとつであるLUMIは、フィンランドのカヤーニにあるCSCのデータセンターに設置されている。
• No.10システムのLeonardoは、イタリアのCINECAにある別のEuroHPCサイトに設置されている。Atos BullSequana XH2000システムで、メインプロセッサーにXeon Platinum 8358 32C 2.6GHz、アクセラレーターにエヌビディアA100 SXM4 40GB、インターコネクトにクアッドレールのエヌビディアHDR100 Infinibandを搭載している。241.2ペタフロップ/秒のHPL性能を達成した。

その他のTOP500ハイライト

第65回TOP500では、AMDとインテルのプロセッサがトップ10にランクインした。5つのシステムがAMDプロセッサ（El Capitan、Frontier、HPC6、LUMI、Alps）を使用し、3つのシステムがインテル（Aurora、Eagle、Leonardo）を使用している。JUPITER BoosterはGrace Hopper Superchipを使用し、「富岳」はARMベースの富士通A65FXを引き続き使用している。

上位10台のうち7台がSlingshot-11インターコネクトを使用し（El Capitan、Frontier、Aurora、HPC6、Alps、LUMI、JUPITER Booster）、他の2台はInfinibandを使用している（EagleとLeonardo）。富岳」は独自のインターコネクト「Tofu」を採用している。

中国と米国は、今回もTOP500に最も多くランクインしたが、中国のランクインは減少の一途をたどっている。米国は2システムを追加し、合計173システムとなった。中国は代表機数を80台から63台に減らし、前回同様、新機種を投入していない。ドイツは41台で引き続き差を詰めている。大陸別では、北米が181台でトップ、次いで欧州が161台、アジアが143台となっている。

HPL-MxPの結果（旧HPL-AI）

HPL-MxPベンチマークは、混合精度計算の使用を重視したベンチマークである。従来の HPC は 64 ビット浮動小数点演算を使用していた。今日では、さまざまなレベルの浮動小数点精度-32 ビット、16 ビット、さらには 8 ビットのハードウェアを目にする。HPL-MxPベンチマークは、計算中に混合精度を使用することで、はるかに高い性能が可能であることを示している。数学的なテクニックを使うことで、64ビット精度のストレートと比較した場合、同じ精度を混合精度のテクニックで計算することができる。

• 今年のHPL-MxP部門の勝者は、16.7EFlop/sのEl Capitanシステムである。
• Auroraは11.6EFlop/sで2位を獲得した。
• 第3位は11.4EFlop/sのFrontierである。

HPCGの結果

TOP500リストには、HPCG（High-Performance Conjugate Gradient：高性能共役勾配）ベンチマークの結果が組み込まれている。このスコアは、HPL 測定を補完し、マシンの完全な評価を与えるものである。

• El Capitanが17.1HPCG-PFlop/sでHPCGベンチマークの新リーダーとなった。
• 長らくトップだったスーパーコンピュータ「富岳」は16HPCG-PFlop/sで2位につけている。
• ORNLのDOEシステムFrontierは14.05HPCG-PFlop/sで3位を維持している。
• Auroraシステムは5.6HPCG-PFlop/sで4位につけている。

GREEN500 結果

今回のGREEN500は、2024年11月以降、変動はなかった。

ドイツのEuroHPC/FZJのシステムであるJUPITER Exascale Development InstrumentのJEDIが再び1位を獲得した。JEDIは、HPLスコアが4.5PFlop/sでありながら、72.73GFlops/Wattという前回のリストと同じエネルギー効率評価を達成した。JEDIはBullSequana XH3000マシンで、Grace Hopperスーパーチップ、エヌビディアGH200スーパーチップ、クアッドレール・エヌビディアInfiniBand NDR200、総コア数19,584を搭載している。

ROMEO-2025システムは、フランスのシャンパーニュ・アルデンヌにあるROMEO HPCセンターで、今回のGREEN500の第2位を獲得した。このシステムのエネルギー効率は70.91 GFlops/Watt、HPLベンチマークは9.863 PFlop/sであった。アーキテクチャはJEDIと同じだが、規模が2倍であるため、エネルギー効率は若干低くなっている。

フランスの国立高等情報センター（GENCI-CINES）のAdastra 2システムが第3位となった。これはHPE Cray EX255aシステムで、AMD第4世代EPYC 24コア1.8GHzプロセッサ、AMD Instinct MI300Aアクセラレータ、Slingshot-11を搭載し、RHELを稼動させている。16,128コアで、2.529PFlop/sのHPL性能と69.1GFlops/Wの効率を達成した。

El CapitanとFrontierの両システムは名誉ある賞に値する。El Capitanは、HPLベンチマークで1.742 EFlop/sのトップスコアを記録し、58.89 GFlops/Wのエネルギー効率スコアでGREEN500の26位を確保した。TOP500で2位のFrontierは、今回のGREEN500で54.98 GFlops/Wattのエネルギー効率を記録した。両システムとも、エネルギー効率を優先しながら、膨大な計算能力を達成することが可能であることを示している。

すべての結果は、TOP500リストのサイトで見ることができる。