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中国が独自のトップ100スーパーコンピュータリストを発表:エクサフロップス級マシンは掲載なし
スーパーコンピュータレンダリング
(画像クレジット:Shutterstock)

第5回中国スーパーコンピューティングカンファレンス(ChinaSC 2023)において、中国のスーパーコンピュータ業界の主要企業数社が、中国のトップ100スーパーコンピュータリストを発表したとScienceNet.cnが報じている。これらのマシンの多くは、米国主導の世界トップ500.orgスーパーコンピュータリストには掲載されていない。これは、米国の制裁強化への懸念から、中国製のスーパーコンピュータによるトップ500へのハイエンドシステムの登録が急激に停止していることを考えると、驚くべきことではない。

中国は米国の制裁措置が自国のスーパーコンピューティング産業に及ぼす影響に苦慮しているが、こうした介入にもかかわらず、既にエクサスケール級のスーパーコンピュータを複数構築している。しかし、中国自身のリストでさえ、同国最速のエクサフロップス級スーパーコンピュータは含まれていない。中国のスーパーコンピューティング業界のトップ層は、依然として厚い秘密のベールに包まれているのだ。

Top500.orgへの中国のエントリーがないことは、これらのシステムのほとんどが米国の巨大テクノロジー企業の技術を採用しているにもかかわらず、中国のスーパーコンピューティング分野が世界の高性能コンピューティング(HPC)業界から依然として孤立していることを浮き彫りにしています。この新しいリストを分析することで、米国の制裁にもかかわらず、中国のより広範なスーパーコンピューティング・エコシステムがどのように進化を続けているかについて、いくつかの洞察が得られ、中国の目標を後押しし続けている米国企業の概要が明らかになりました。

中国のトップ100スーパーコンピュータ

中国のトップ100スーパーコンピュータのリストには、2010年から2023年までに導入されたマシンが含まれているが、トップ50のうち21台は過去2年間に導入されており、中国の進歩を抑制しようとする米国の努力にもかかわらず、中国のスーパーコンピュータ部門が急速に発展し続けていることがわかる。

注目すべきは、今年のリストに掲載された全 100 のスーパーコンピューティング システムの平均パフォーマンスが大幅に向上し、ここ数四半期でいくつかの新しい高性能システムが導入されたことにより、昨年に比べて 55% 向上したことです。

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中国のトップ5スーパーコンピューター
所有者ハードウェアRmax、PFLOPSRpeak、PFLOPSCPUコア効率 (%)展開年
サーバープロバイダー異機種混在型マルチコアプロセッサ487.946201597440078.72023
サーバープロバイダーCPU+GPU 異機種混合マルチコアプロセッサ208.2639046000053.42022
サーバープロバイダーCPU+GPU 異機種混合マルチコアプロセッサ125.0424028500052.12021
国立並列コンピュータ工学技術研究センター40960*サンウェイ SW26010 260C 1.45GHz93.015125.4361064960074.22016
サーバープロバイダーCPU+GPU 異機種混合マルチコアプロセッサ87.0416019000051.22021

中国最速のシステムは、ヘテロジニアス・メニーコア・プロセッサ・アーキテクチャを採用し、Linpackベンチマークで487.94 FP64ペタFLOPS(Rmax)の性能を発揮するとされている。このマシンは、かつて世界一のスーパーコンピュータだった日本の「富岳」(442 FP64ペタFLOPS)よりも実質的に高性能だ。しかし、現在のトップである「フロンティア」(1,194 FP64ペタFLOPS、1.194エクサFLOPS)と比べると、その性能は見劣りする。また、このシステムは、米国で導入されている「オーロラ」(585.34 FP64ペタFLOPS)と「イーグル」(561.20 FP64ペタFLOPS)にも劣っている。 

中国トップ5スーパーコンピュータリストにランクインした他のシステムは、全体的なパフォーマンスは依然として非常に優れているものの、明らかに遅いです。2番目に高性能なマシンは208.26 FP64ペタフロップスですが、5番目に高性能なスーパーコンピュータは87.0.4 FP64ペタフロップスを誇ります。 

注目すべきは、上位5位のうち4つのシステムがヘテロジニアスCPU + GPUコンピューティングアーキテクチャを採用している点です。これらのシステムの所有者は、採用されているハードウェアの詳細を明らかにしていません。これらのシステムは、AMDまたはIntelの業界標準CPUと、AMDまたはNvidiaのコンピューティングGPUをベースにしていると推測されます。しかし、これらのシステムは非公式のグレーチャネルを通じて中国に供給された可能性が高いため、所有者は具体的なハードウェアの詳細を明かすことを控えています。実際、システム所有者はサプライヤーへの調査を避けるため、社名すら非公開にしています。

2016年に無錫の国家スーパーコンピューティングセンターに導入されたサンウェイベースのマシンは、トップ5の中で唯一よく知られているシステムです。以下は、米国主導の公式トップ500リストの世界的な結果です。中国の新規提出がないため、米国のシステムが順調にリードしています。 

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米国のトップ5スーパーコンピュータ
システム/所有者ハードウェアRmax、PFLOPSRpeak、PFLOPSコア展開年
フロンティア、オークリッジ国立研究所HPE Cray EX、AMD EPYC 64C 2GHz、AMD Instinct MI250X、Slingshot-111,194.001,679.828,699,90422,7032022
オーロラ、アルゴンヌ国立研究所HPE Cray EX、Intel Xeon CPU Max 9470 52C 2.4GHz、Intel データセンター GPU Max、Slingshot-11585.341,059.334,742,80824,6872023
イーグル、アズールMicrosoft NDv5、Xeon Platinum 8480C 48C 2GHz、Nvidia H100、Nvidia Infiniband NDR561.2846.841,123,200?2023
富岳、理化学研究所計算科学研究センターA64FX 48C 2.2GHz、TofuインターコネクトD、富士通442.01537.217,630,84829,8992020
ルミ、EuroHPC/CSCHPE Cray EX、AMD EPYC 64C 2GHz、AMD Instinct MI250X、Slingshot-11379.7531.512,752,7047,1072023

中国では依然として西洋の技術が優勢

中国のトップ 100 スーパーコンピュータのうち 72% は「匿名システム」によるものと考えられますが、システム ベンダーの多くはリストに記載されています。 

レノボは、中国トップ100スーパーコンピュータ導入数において43システムでトップを占めました。この強力な存在感は、中国のハイパフォーマンスコンピューティング環境の形成におけるレノボの重要な役割を浮き彫りにしています。中国トップ100にランクインしたレノボのスーパーコンピュータはすべて、各種Intelプロセッサーを搭載しています。

Inspurは24のシステムを搭載し、2位にランクされています。米国は最近、世界最大級のサーバーサプライヤーであるInspurをエンティティリストに追加しました。これにより、米国は今後、米国技術へのアクセスを著しく制限される広範な制限を課されることになります。そのため、同社が来年も中国のスーパーコンピューティング分野向けに新しいシステムを提供し続けるかどうかは興味深いところです。Dellも中国の著名なスーパーコンピューターサプライヤーであり、AMDのEPYC CPUを搭載したマシンを様々な顧客に供給しています。注目すべきは、中国のトップ100スーパーコンピューターのほとんどがAMDとIntelのプロセッサーに依存していることです。NVIDIAのTesla V100アクセラレーターを搭載しているものもあれば、IntelのXeon Phiをベースにしているものもあります。

少なくとも形式的には、これらのマシンはAMDまたはNVIDIAの最新のA100/A800、H100/H800、あるいはInstinct MI200/250 GPUを採用していないため、米国政府による制裁措置は少なくとも何らかの効果を発揮しているように見える。しかしながら、487.94 FP64ペタフロップスを誇る中国の最高級スーパーコンピュータは、おそらくこれらのソリューションのいずれかを採用していると考えるのが妥当だろう。

中国の技術が注目を集めている

米国は長年にわたり、HPCハードウェアの輸出規制を設け、米国企業が高度なプロセッサを中国企業に販売するのを阻止してきました。そして、その目的はほぼ達成されています。米国政府は、これらのマシンが大量破壊兵器の開発や中国の軍事力向上に利用される可能性があると考え、中国製スーパーコンピューターの開発を遅らせようとしてきました。これは、米国の同盟国である台湾と韓国にとって脅威となる可能性があります。 

しかし、AMD、Intel、Nvidiaといった企業がA100/H100/A800/H800、Instinct MI200/MI250X、Ponte Vecchio GPUを中国企業に出荷できなくなったため、トップ500リストにアメリカ企業の最高級ハードウェアを搭載した中国製スーパーコンピューターがランクインすることはなくなりました。しかし、もう一つ懸念事項があります。必要は発明の母であり、AIやHPCスーパーコンピューター向けに非常に高性能なハードウェアを開発する中国製チップ設計企業が増えているのです。

米国は、シリコンの電力効率によって決まることが多い最も高度で大規模なシステムでリードしていますが、中国のスーパーコンピューターの電力消費量(または効率)が問題にならない場合、依然としてかなり高いレベルのパフォーマンスを達成できます。

中国はまだそこまでには至っていません。リストが示すように、中国のトップ100スーパーコンピュータのうち、サンウェイベースのものはわずか3台しかなく、中国製ハードウェアを搭載した非公開のシステムもおそらくいくつかあるでしょう。しかし、現時点では、中国は依然として欧米の技術に大きく依存していると言っても過言ではありません。しかし、魔法のランプから精霊が出てきた今、中国企業は今後も独自のAIおよびHPCハードウェアを設計し続けるでしょう。

つまり、中国のスーパーコンピューターのハードウェアは今のところ欧米で開発された標準規格に大きく依存しているものの、最終的には独自の標準規格と設計手法を採用する可能性が高いため、欧米と中国のAI・HPC業界は分断されることになる。長期的には、中国企業が自社の技術を中国国外で販売しようとする可能性が高く、AMD、Intel、NVIDIAといった企業との競争が激化するだろう。

アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。