Nicht Benchmarks, Chips machen Supercomputer

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“Formel Eins für Golf-Fahrer”

Die 1993 von Hans Werner Meuer, Direktor des Rechenzentrums an der Universität Mannheim, gestartete Initiative, die schnellsten Rechner der Welt gegeneinander antreten zu lassen und das Ergebnis zu messen, zieht die IT-Landschaft zweimal im Jahr in ihren Bann. Und auch dieses Mal hat wie im Jahr zuvor wieder ein Japaner, der Earth Simulator von NEC, “gewonnen”.

Doch die zum Teil mit mehreren Tausend Kilometern Kabel verbundenen Computerschränke und ihre stetig kletternde Leistungsfähigkeit sind von den kleinsten Bauteilen abhängig, den CPUs. So reklamiert Intel die Leistung der Rechenriesen für sich.

Auch bei NEC ist man hier realistisch. Marketing-Manager Jörg Stadler sagt: “Jeder Hersteller braucht eine Basistechnologie, die sich unmittelbar auf die Power der Maschinen auswirkt. So ist die Abhängigkeit der Supercomputer von Prozessoren, die immer schneller, immer leistungsfähiger und immer preisgünstiger werden, auch kein Wunder.”

Andererseits bittet er aber die IT-Welt, beim Zählen der CPUs nicht die Zuverlässigkeit der Systeme zu vergessen. Die, so sagt er, hänge eben nicht nur von den Chipsätzen, sondern von Zusammenspiel aller schlagkräftigen Komponenten ab.

Die Tatsache, dass sich beim diesmaligen Heidelberger Benchmarking auch viele Cluster gefährlich nahe an die Spitze geschoben haben, macht ihm keine Sorge. Cluster würden Supercomputer nie ablösen können, so sagt er. Stadler weiter: “Die Theorie des ‘One Size Fits All’ greift nicht. Wir bauen beispielsweise Werkzeuge für Wissenschaftler, und die brauchen das Beste, nicht unbedingt das Billigste. Das muss der Auftraggeber eines Projekts sorgsam abwägen.”

Eine weitere Entscheidungshilfe für die Kunden sei die Tatsache, dass die für komplexe Berechnungen erforderliche Manpower und die Kenntnisse in den Köpfen das Wertvollste und oft auch das Teuerste seien. Er sagt: “Bei einem Supercomputer, wie es oft gemacht wird, die CPUs auf Euro und Cent herunterzurechnen ist deshalb reine Augenwischerei.”

Gut möglich sei durchaus, dass ein Cluster ein Programm ebenso gut beherrsche wie ein gebauter Supercomputer. Er gibt aber zu bedenken: “So ein Cluster hat deutlich mehr CPUs als ein Supercomputer bei gleicher Leistung. Diese dann einzeln zu konfigurieren und anzupassen, kann doch nicht die Aufgabe hochbezahlter Wissenschaftler sein.”

Auch die Wege zum Ziel in Heidelberg und den USA, das Messen des sogenannten Linpack-Benchmark, sind umstritten. Gemessen wird hierbei schließlich allein die Höchstleistung der Rechner. Dies geschieht in Milliarden Fließkomma-Rechenoperationen pro Sekunde, mit der ein Supercomputer eine bestimmte Aufgabe – die Berechnung eines dichtbesetzten linearen Gleichungssystems – lösen kann. Dieser Leistungstest wird auch als Linpack-Benchmark bezeichnet. Mittlerweile ist Linpack der bekannteste, aber doch einer von mehreren Benchmarks.

Nicht einbezogen in die Top-500-Liste sind Vergleichstests, die beispielsweise die Geschwindigkeit messen, mit der ein Rechner auf den Speicher zugreifen kann. Diese Werte müssen aber miteinbezogen werden, wenn man Aussagen über die Eignung der Computer für komplizierte oder aufwändige Anwendungen treffen möchte.

Das ist zumindest die Ansicht von Jörg Stadler. Er erklärt: “Bei einem seriösen Supercomputer-Einkauf lassen Kunden nach einer angemessenen Ausschreibungsphase einen bedarfsgerechten Anwendungs-Mix mehrere Tests auf einem System durchlaufen. Dabei werden nicht nur Programme und Performance gemessen, sondern auch Szenarien möglicher Zwischenfälle geprobt.”

Das Benchmark aus Heidelberg messe hingegen nur die ‘Peak Performance’, habe sich aber inzwischen soweit etabliert, dass sich praxisnahe Messungen wie die von IDC vorgeschlagene Methode des ‘Balanced Rating’ auf absehbare Zeit “wohl nicht durchsetzen” werden.

Hierbei, so erklärt er, werde neben der Peak Performance, die “unter Normalbedingungen nicht erreicht wird”, der Speicherzugriff in Stabilität und Geschwindigkeit, die Netzwerktauglichkeit, die CPU-Anzahl, die Anzahl parallel ausführbarer Operationen und einiges mehr gemessen.

“Aber es ist wie beim Formel-Eins-Rennen: Auch einen Golf-Fahrer interessieren die Maschinen und dort interessiert ihn nicht die Kurvenlage, die Lenkungsstabilität, der Bremsweg, die Sicherheit und anderes, sondern vor allem die PS-Zahl.”