Суперкомпьютеры могут быть полезны в решении сложных задач, поскольку обладают высокой производительностью, которая недоступна обычным компьютерам, позволяя правительствам и организациям находить решения проблем, неразрешимых другими методами.
Современные суперкомпьютеры создаются с учётом задач искусственного интеллекта. Помимо прогнозирования погоды, климатических исследований, физического моделирования и разведки нефти и газа, суперкомпьютеры помогают учёным открывать более устойчивые строительные материалы и изучать белки человека и клеточные системы с высоким уровнем детализации.
Производительность суперкомпьютеров обычно оценивают количеством операций с плавающей запятой, выполняемых в секунду (флопов). В научных расчётах флопы являются более точным показателем, чем операции в секунду.
Первый суперкомпьютер, Livermore Atomic Research Computer, создали в 1960 году для Центра исследований и разработок Военно-морского флота США.
Для демонстрации прогресса мы подготовили подробный список самых быстрых суперкомпьютеров мира. Все системы работают под управлением Linux и являются распределенными.
12. Суперкомпьютер Секвойя
Скорость: 17,1 петафлопс
Ядра: 1,572,864
Поставщик: IBM.
Расположение: Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса, США.
Sequoia применяет серверы IBM BlueGene/Q для получения теоретической пиковой производительности в 20 петафлопсов. В нем на 123% больше ядер и он на 37% эффективнее по энергопотреблению, чем его предшественник K.
Машина служит в первую очередь для моделирования ядерного оружия, но доступна и для научных целей: исследования изменения климата, генома человека и 3D-моделирования электрофизиологии сердечной мышцы.
11. Суперкомпьютер ПАНГЕЯ III
Скорость: 17.8 петафлопс
Ядра: 291,024
Поставщик: IBM
Расположение:Научно-технический центр CSTJF в городе Пау, Франция.
Pangea III базируется на высокопроизводительной архитектуре IBM, оптимизированной для искусственного интеллекта. IBM и NVIDIA сотрудничали при разработке уникального соединения между процессорами и графическими процессорами NVLink, обеспечивающего более чем в 5 раз большую пропускную способность памяти между процессорами IBM POWER9 и графическими процессорами NVIDIA Tesla V100 Tensor Core по сравнению с традиционными системами на базе x86.
Архитектура увеличивает производительность вычислений и повышает энергоэффективность. Новая система расходует менее 10% энергии на петафлоп, так же как и её предшественницы, Pangea I и II.
Pangea III находит применение в разных сферах, среди которых разведка и создание сейсмических изображений, моделирование процессов разработки и извлечения, а также оценка и отбор активов.
10. Суперкомпьютер Lassen
Скорость: 18.2 петафлопс
Ядра: 288,288
Поставщик: IBM
Расположение: Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса, США.
Лассен создан для проведения не classified симуляций и анализов. Система располагается в одной лаборатории с Сиеррой (вторым по скорости суперкомпьютером) и использует те же компоненты здания.
Несмотря на то что Sierra — большая система, Lassen сам по себе достаточно велик: занимает шестую часть размера системы Sierra. В Lassen 40 стоек, а Sierra простирается на 240.
Процессоры IBM Power9 и 253 терабайта оперативной памяти обеспечивают Лассену производительность на уровне 23 петафлопс.
9. Суперкомпьютер SuperMUC-NG
Скорость: 19.4 петафлопс
Ядра: 305,856
Поставщик: Lenovo
Расположение: Суперкомпьютерный центр Лейбница, Германия
СуперМЮК-НГ включает 6400 вычислительных узлов Lenovo ThinkSystem SD650, оснащенных непосредственным водяным охлаждением, а также более 700 терабайт оперативной памяти и 70 петабайт дискового пространства.
Его связывают с мощными системами визуализации, включающими большой 4К стереоскопический сетевой экран и 5-стороннюю среду искусственной виртуальной реальности CAVE.
Суперкомпьютер помогает европейским учёным в различных сферах, таких как генетический анализ, гидродинамика, квантовая хромодинамика, биологии, медицине и астрофизике.
8. Облачная инфраструктура AI Bridging
Скорость: 19.8 петафлопс
Ядра: 391,680
Поставщик: Fujitsu
Расположение:Национальный институт передовых промышленных наук и технологий Японии.
Первая в мире масштабная вычислительная система с открытым ИИ достигает пиковой производительности в 32,577 петафлопс. В её состав входят 1088 узлов, каждый из которых оснащен двумя золотыми процессорами Intel Xenon Gold Scalable, четырьмя графическими процессорами NVIDIA Tesla V100, двумя адаптерами InfiniBand EDR и одним твердотельным накопителем NVMe.
Fujitsu Limited заявляет, что суперкомпьютер сможет достичь в двадцать раз большей тепловой плотности по сравнению с обычными центрами обработки данных и обеспечит охлаждение стойкой мощностью 70 кВт с помощью горячей воды и воздушного охлаждения.
7. Суперкомпьютер Trinity
Скорость: 21.2 петафлопс
Ядра: 979,072
Продавец: Cray
Расположение: Лос-Аламосская национальная лаборатория, США
Trinity создан для предоставления исключительных вычислительных мощностей организации по ядерной безопасности NNSA. Цель — повысить геометрическую и физическую точность в коде моделирования ядерного оружия, гарантируя при этом безопасность, надежность и эффективность ядерного арсенала.
Суперкомпьютер создавался в две стадии. На первой ступени применялся процессор Intel Xeon Haswell, на второй — существенно повышенная производительность с помощью процессора Intel Xeon Phi Knights Landing. Максимальная производительность его превышает 41 петафлопс.
6. Суперкомпьютер Piz Daint
Скорость: 21.2 петафлопс
Ядра: 387,872
Продавец: Cray
Расположение:Национальный суперкомпьютерный центр Швейцарии.
Этот суперкомпьютер, получивший название от горы Пиц Дайнт в швейцарских Альпах, функционирует на процессорах Intel Xeon E5-26xx и NVIDIA Tesla P100.
Piz Daint применяет DataWarp в «режиме импульсного буфера» для увеличения эффективной пропускной способности между устройствами хранения и процессорами. Такая настройка ускоряет скорость обработки данных, упрощая анализ миллионов мелких непонятных файлов.
Помимо обычной работы, ему могут поручать анализ данных самых мощных научных проектов, например, результатов экспериментов на Большом адронном коллайдере.
5. Суперкомпьютер Frontera
Скорость: 23.5 петафлопс
Ядра: 448,448
Поставщик: Dell EMC
Расположение: Техасский вычислительный центр, США
Фронтира расширяет горизонты научных исследований и разработки за счет предоставления внушительных вычислительных мощностей, упрощающих решении учеными сложных проблем в различных сферах.
Фронтера обладает двумя вычислительными подсистемами: одна рассчитана на производительность с двойной точностью, другая — на потоковую память одинарной точности. Также у неё есть облачные интерфейсы и несколько узлов приложений для размещения виртуальных серверов.
4. Суперкомпьютер Tianhe-2A
Скорость: 61.4 петафлопс
Ядра: 4,981,760
Поставщик: NUDT
Расположение:Суперкомпьютерный центр в Гуанчжоу, Китай.
С более чем 16 тысячами компьютерных узлов Tianhe-2A – крупнейшая в мире установка процессоров Intel Ivy Bridge и Xeon Phi. Общий объем памяти (процессор+сопроцессор), составляющий 1375 тебибайт, распределен по узлам, каждый из которых имеет 88 гигабайт.
Китай инвестировал 2,4 миллиарда юаней (390 миллионов долларов США) в создание этого суперкомпьютера. Сейчас его применяют для моделирования, анализа и обеспечения государственной безопасности.
3. Суперкомпьютер Sunway TaihuLight
Скорость: 93 петафлопса
Ядра: 10,649,600
Поставщик: NRCPC
Расположение: Национальный суперкомпьютерный центр в Уси, Китай
Вычислительные возможности TaihuLight предоставляет процессор SW26010, имеющий в составе как компоненты для вычислений, так и управляющие элементы.
SW26010 способен достигать пиковой производительности более 3 терафлопс благодаря 260 вычислительным элементам, интегрированным в один процессор. Каждый элемент имеет скрэтчпад-память, которая служит управляемой пользователем кэш-памятью и снижает узкие места памяти в большинстве приложений.
В дополнение к наукамВ сфере жизни и фармацевтических исследований TaihuLight моделирует Вселенную с десятью триллионами цифровых частиц. Китай стремится к большему: страна намерена возглавить область искусственного интеллекта к 2030 году.
2. Суперкомпьютер Sierra
Скорость: 94.6 петафлопс
Ядра: 1.572.480
Поставщик: IBM.
Расположение: Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса, США.
Sierra обеспечивает до шести раз более высокую устойчивость производительности и в семь раз большую производительность рабочих нагрузок по сравнению с предшественником Sequoia. В него входят процессоры IBM Power 9 и графические процессоры Nvidia Volta.
Сие́ра разработана специально для оценки эффективности систем ядерного оружия. Ее используют для прогнозирования при управлении запасами, в американской программе испытаний надежности и технического обслуживания ядерного оружия без проведения ядерных испытаний.
1. Суперкомпьютер Summit
Скорость: 148,6 петафлопс
Ядра: 2,414,592
Поставщик: IBM.
Расположение: Национальная лаборатория Ок-Риджа, США.
Пик производительности Summit, самого быстрого суперкомпьютера мира, составляет 200 петафлопс, что равно 200 квадриллионам операций с плавающей запятой в секунду.
Также это третий по размеру в мире суперкомпьютер, экономящий энергию, с зафиксированной эффективностью потребления электроэнергии в 14,66 гигафлопс на ватт.
Более 9 200 процессоров IBM Power9 и свыше 27 600 графических процессоров NVIDIA Tesla V100 установлены на 4600+ серверах Summit, занимающих площадь двух баскетбольных площадок. Система соединена волоконно-оптическим кабелем протяженностью 298 километров и расходует столько энергии, сколько необходимо для обеспечения электроэнергией 8100 домов.
В 2018 году Summit стал первым суперкомпьютером, превысившим эксафлопный порог. При анализе геномных данных пиковая пропускная способность составила 1,88 эксафлопс, равный почти двум миллиардам миллиардов вычислений в секунду.