Терафлопс

Терафлопс (TFLOPS) — величина, используемая для измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система. 1 терафлопс = 1 триллион операций в секунду = 1000 миллиардов операций в секунду. Обычно имеются в виду операции над плавающими числами размера 64 бита в формате IEEE 754.

TFLOPS = 10¹² FLOPS (= 10³ GFLOPS)

При измерении производительности кластеров и суперкомпьютеров часто используется 2 варианта: пиковая производительность — теоретический предел производительности (выражаемый через операции с плавающий точкой) для данных процессоров и максимальная производительность, которую данный кластер или компьютер достигает при решении практических задач. В качестве эталонной задачи часто выступает задача решения системы СЛАУ методом LU-разложения. Для измерений на кластерах используется реализация HPL — High performance linpack.

Чтобы найти пиковую производительность ЭВМ R, терафлопс, нужно тактовую частоту F, МГц, умножить на число процессоров (процессорных ядер) n, домножить на количество инструкций с плавающей запятой на такт (4 для процессоров Core2 — 2 операции Float Multiple Add) и поделить на 1000000000000:

F × n × 4⋅10⁻⁶ = R

Например, суперкомпьютер eServer Blue Gene Solution (на май 2008 года был самым производительным на планете), который работает в Ливерморской национальной лаборатории, штат Калифорния, США, обладает пиковой производительностью 596,4 терафлопс. Максимальная производительность — 478,2 терафлопс — составляет 80 % от пиковой. Производитель — американская корпорация IBM.

Эта суперЭВМ собрана на базе 212992 процессоров PowerPC 440, тактовая частота каждого из которых 700 МГц. Его производительность:

700 МГц × 212992 процессоров × 4⋅10⁻⁶ = 596,4 трлн операций в секунду = 596,4 терафлопс.

В общем случае, соотношение максимальной и пиковой производительности варьируется от 60 % до 83 %, поэтому по указанной формуле можно вычислять лишь пиковую производительность суперЭВМ. Так, например, пиковая производительность компьютера на базе четырехъядерного процессора AMD Phenom 9500 sAM2+ с тактовой частотой 2,2 ГГц равна:

2200 МГц × 4 ядра × 4⋅10⁻⁶ = 35.2 млрд операций в секунду = 0,0352 терафлопс.

Для четырехъядерного процессора Core 2 Quad Q6600:

2400 МГц × 4 ядра × 4⋅10⁻⁶ = 38,4 млрд операций в секунду = 0,0384 терафлопс.

Кроме того, AMD представила вычислительную систему FireStream 9250, занимающую один разъем PCI, общая производительность которой превосходит терафлопс, но только на 32-х разрядных данных, тогда как для суперкомпьютеров принято считать производительность на 64-х разрядных данных.

На данный момент (ноябрь 2010) самый мощный суперкомпьютер Tianhe-1A, занимает первую строчку в рейтинге суперкомпьютеров, его производительность составляет 2,57 петафлопс ([1]) Ранее этот рейтинг возглавлял суперкомпьютер — Cray XT, известный как Jaguar, его производительность составляет 1,79 петафлопс[2].

1000 терафлопс = 1 петафлопс.