ExaFLOPS
Die Leistungsfähigkeit moderner Rechner wird in FLOPS gemessen – ein Wert für Gleitkommaoperationen pro Sekunde. High-End-Systeme stoßen heute in ExaFLOPS-Regionen vor, was einer Trillion (1018) Rechenschritten pro Sekunde entspricht. Diese gewaltige Kapazität ist das Fundament für hochkomplexe Datenverarbeitungen.
Was bedeuten FLOPS und wofür braucht man sie?
Das Kürzel FLOPS steht für „Floating Point Operations per Second“. Es gibt an, wie viele Gleitkommaoperationen ein System in einer Sekunde schafft. Diese Art der Arithmetik ist unverzichtbar für Forschung, Simulationen, künstliche Intelligenz und rechenstarke Business-Anwendungen. Im Vergleich zu einfachen Ganzzahl-Rechnungen ermöglichen Gleitkommazahlen die präzise Darstellung kleinster Dezimalstellen.
Gemessen wird dieser Wert durch Benchmarks, die die Hardware ans Limit bringen. Bekannte Tools wie LINPACK oder HPCG simulieren reale Bedingungen durch mathematische Höchstleistungen. Wie viel Power am Ende wirklich ankommt, hängt von der Hardware-Konfiguration, der Software-Optimierung und dem konkreten Einsatzszenario ab.
Wie viele FLOPS stecken in einem ExaFLOPS?
Ein ExaFLOPS entspricht exakt 1018 FLOPS – das ist eine Trillion Rechenoperationen pro Sekunde. Zur Einordnung: Ein PetaFLOPS (1015 FLOPS) ist tausendmal kleiner, während ein TeraFLOPS (1012 FLOPS) lediglich ein Millionstel eines ExaFLOPS ausmacht.
Welche FLOPS-Einheiten gibt es und wie rechnet man sie um?
Je nach Leistungsklasse nutzt man unterschiedliche Einheiten, um die Rechenkraft zu beschreiben:
| Einheit | FLOPS-Wert | Umrechnung in ExaFLOPS |
|---|---|---|
| KiloFLOPS | 103 FLOPS (1 000) | 10-15 ExaFLOPS |
| MegaFLOPS | 106 FLOPS (1 Mio.) | 10-12 ExaFLOPS |
| GigaFLOPS | 109 FLOPS (1 Mrd.) | 10-9 ExaFLOPS |
| TeraFLOPS | 1012 FLOPS (1 Bio.) | 10-6 ExaFLOPS |
| PetaFLOPS | 1015 FLOPS (1 Billiarde) | 10-3 ExaFLOPS |
| ExaFLOPS | 1018 FLOPS (1 Trillion) | 1 ExaFLOPS |
Diese Staffelung macht es einfach, die Performance verschiedener IT-Systeme direkt zu vergleichen.
Welche Performance liefern aktuelle Computer und GPUs?
Moderne Supercomputer haben die ExaFLOPS-Marke bereits geknackt. Ein Pionier ist der chinesische Tianhe-3, der am National Supercomputer Center in Guangzhou bis zu 1,7 ExaFLOPS erreicht. Auch US-Systeme wie der Frontier spielen in dieser absoluten Spitzenliga.
Leistungsstarke Grafikkarten, die oft für Machine Learning oder Gaming genutzt werden, liefern beeindruckende Werte, liegen aber naturgemäß unter der Leistung von Supercomputern:
- NVIDIA RTX 4090: Etwa 82 TeraFLOPS (0,000082 ExaFLOPS) bei FP32-Rechnungen; mit Overclocking sind über 1 000 TeraFLOPS möglich.
- NVIDIA H100 SXM: Ca. 989 TeraFLOPS (0,000989 ExaFLOPS) bei FP32-Tensorcore-Berechnungen.
- NVIDIA A30: Rund 10,3 TeraFLOPS (0,000010 ExaFLOPS) für FP32-Anwendungen.
- AMD Radeon RX 7900 XTX: Etwa 61 TeraFLOPS (0,000061 ExaFLOPS) bei FP32-Operationen.
Während GPUs auf parallele Prozesse in Grafik und KI spezialisiert sind, meistern Supercomputer globale Simulationen in Wissenschaft und Industrie.