Научно-фантастические фильмы показывают огромные компьютеры, которые обрабатывают данные невероятных объемов за считанные секунды. Это суперкомпьютеры, машины с такой производительностью, что домашний игровой компьютер с самым дорогим железом покажется на их фоне детской игрушкой.
Недавно мы рассказывали о том, что такое суперкомпьютер, а в этом материале расскажем о восьми станциях, которые сегодня стирают грань между фантастикой и реальностью.
В чем измеряют мощность суперкомпьютеров?
В прошлом для оценки скорости работы компьютерных процессоров использовалась мера IPS (инструкции в секунду). Но по мере роста производительности потребовалась другая единица. Ей стала FLOPS (операция с плавающей запятой в секунду). У современных вычислительных станций скорость измеряется в петафлопсах (10^15 флопс) и экзафлопсах (10^18 флопс).
1. Frontier (США)
Frontier был построен в 2022 году американской компанией Hewlett Packard Enterprise совместно с ее дочерним предприятием Cray. Это первый в мире компьютер, способный выполнять не менее одного экзафлопса вычислений в секунду в бенчмарках LINPACK.
Frontier имеет в общей сложности 8 730 112 ядер, в его основе лежит новейшая архитектура HPE Cray EX235a, комбинация 64-ядерных процессоров 7A53s 2 ГГц и графических адаптеров MI250X третьего поколения от AMD.
Каждый из его 74 вычислительных блоков весит примерно по 3,63 тонны, а общая стоимость всего оборудования составляет 600 миллионов долларов. Удивительно, что при всем своем размере Frontier также является самым энергоэффективным суперкомпьютером в мире с показателем 52,23 гигафлопс/ватт.
2. Fugaku (Япония)
Суперкомпьютер Fugaku был запущен в 2020 году. Он был создан японским IT-гигантом Fujitsu на смену более старому суперкомпьютеру К, собранному той же компанией в 2011 году. Целью его запуска стала необходимость решения крупнейших мировых проблем, в частности экологических.
До 2022 года Fugaku считался быстрейшим в мире суперкомпьютером, пока его не сместил на второе место уже упомянутый Frontier. Он имеет в общей сложности 7 630 848 ядер и демонстрирует впечатляющую производительность 442 петафлопс, то есть выполняет 442 квадриллиона вычислений в секунду.
В основе Fugaku лежат 48-ядерные процессор Fujitsu A64FX с частотой 2,2 ГГц. Показатель энергоэффективности всего 14,78 гигафлопс/ватт, что говорит о довольно большой энергозатратности по современным меркам. Стоимость системы превысила 1 миллиард долларов, а каждый блок весит 1,6 тонны. В общей сложности получается около 700 тонн.
3. LUMI (Финляндия)
Суперкомпьютер LUMI появился в 2022 силами компанией HPE. Он базируется в Финляндии и является быстрейшим из европейских суперкомпьютеров. LUMI имеет 1 110 144 ядра и достигает скорости 151,9 петафлопс.
Работает он на том же процессоре, что и Frontier, а его энергопотребление составляет 51,63 гигафлопс/ватт. С таким показателем он занимает второе место в мире по энергоэффективности.
4. Summit (США)
Создание Summit, еще одной североамериканской вычислительной станции, пришлось на 2018 год. Его «родителем» стала небезызвестная IBM, а целью – проведение научных исследований. Он расположен там же, где и Frontier, в Национальной лаборатории Оук Ридж. Summit имеет 2 414 592 ядра и набирает по тестам 148,6 петафлопс.
Работает Summit на 22-ядерных процессорах с архитектурой IBM POWER9 3,07 ГГц и графических адаптерах Nvidia Tesla V100 с показателем энергоэффективности 14,72 гигафлопс/ватт, как и Fugaku.
5. Sierra (США)
Sierra скоро исполнится 5 лет. Этот суперкомпьютер был построен в 2018 и очень похож на Summit: в его основе лежат те же 22-ядерные процессоры и графические ускорители. Но если Summit создавался для проведения научных симуляций, то Sierra был построен для военных целей, а именно компьютерной имитации боевых маневров и обслуживания ядерного оружия США.
Благодаря этому суперкомпьютеру, Национальное управление по ядерной безопасности США проверяет эффективность ядерного вооружения без физических испытаний, что значительно экономит бюджет страны и снижает риски для экологии. Sierra имеет в общей сложности 1 572 480 ядер, производительность достигает 94,64 петафлопс, а энергоэффективность – 12,72 гигафлопс/ватт.
6. Sunway TaihuLight (Китай)
Первый в мире китайский суперкомпьютер в пятерку лидеров не попал. Его создали в 2016 году для широкого спектра задач – метеопрогнозирования, фармацевтических исследований и многого другого.
Sunway TaihuLight насчитывает 10 649 600 процессорных ядер, его производительность равняется 93,01 петафлопс. В его основе лежат 260-ядерные процессоры Sunway SW26010 с частотой 1,45 ГГц. Показатель энергоэффективности очень низкий – всего 6,05 гигафлопс/ватт, что делает Sunway TaihuLight самым неэкономичным суперкомпьютером из этого списка.
7. Perlmutter (США)
Созданный в 2021 силами компании HPE, суперкомпьютер Perlmutter получил имя в честь лауреата Нобелевской премии Сола Перлмуттера. Как и Sunway TaihuLight, он был создан для различных целей, включая моделирование ядерного синтеза, прогнозирования климатических изменений, биологических исследований и вычислительной космологии.
В настоящее время он находится в Национальном центре энергетики и задействуется Министерством энергетики США. В Perlmutter стоят 64-ядерные процессоры AMD 7763 с частотой 2,45 ГГц и графические процессоры Nvidia A100. Всего 761 856 ядер, скорость вычислений составляет 70,87 петафлопс, а энергоэффективность – 27,37 гигафлопс / ватт.
8. Selene (США)
Суперкомпьютер Selene получил свое название в честь греческой богини Луны. Он был создан в 2020 году компанией Nvidia и в том же году был применен для изучения коронавируса и поиска потенциального лекарства Национальной исследовательской лабораторией Argonne в штате Иллинойс. Также Selene используется для обучения модели обработки естественного языка BERT компании Google.
В Selene насчитывается 555 520 ядер, результат в тестах на производительность – 63,46 петафлопс. Компьютер построен на базе референсной архитектуры Nvidia DGX SuperPOD, работает на 64-ядерных процессорах AMD 7742 с частотой 2,25 ГГц. Энергоэффективность составляет 24 гигафлопс/ватт.
Суперкомпьютер – это больше не фантастика
Современные ноутбуки, ПК и игровые консоли тоже в некотором смысле суперкомпьютеры: потребительская техника никогда еще не была настолько мощной и быстрой. Но все-таки они ни в какое сравнение не идут с гигантскими вычислительными комплексами, которые находятся на передовой прогресса.
Отвлечемся от девятизначных цифр и непонятных терминов, ибо простому обывателю сложно осознать возможности суперкомпьютеров по их характеристикам. Но вот факт: вычисления, которые у человека заняли бы несколько лет, а у простого компьютера пару недель, суперкомпьютером выполняются всего за несколько секунд. Такая скорость открывает перед человечеством большие перспективы по освоению космоса, созданию эффективных лекарств и предсказанию погодных катаклизмов.
Пройдет совсем немного времени, как этот рейтинг начнет выглядеть иначе. Флагман Frontier уже в ближайшие годы уступит первое место другому суперкомпьютеру, более быстрому и энергоэффективному.
Какое будущее ждет суперкомпьютеры? Да в принципе такое же, как и у обычных домашних ПК: они будут становиться меньше в размере, но при этом мощнее, а энергии для их работы будет требоваться меньше. Настанет день, когда они станут частью простой жизни и станут помогать людям в решении повседневных вопросов. А что тогда будет считаться суперкомпьютером – уже совсем другая история.
Источник: www.makeuseof.com
