10 найпотужніших суперкомп’ютерів на планеті


У терміна «суперкомп'ютер» є два тлумачення — серйозне офіційне і жартівлива. Перше тлумачення запропоновано Джорджом Майклом і Сіднеєм Фернбахом, що працювали в Ліверморської національної лабораторії і компанії CDC в 1960-х: обчислювальна система, яка багато разів перевершує по продуктивності типові комп'ютери свого часу. Другий варіант тлумачення «суперкомп'ютера» (жартівливий) — будь-який комп'ютер, створений Сеймуром Крей, піонером суперкомпьютеростроенія, який створив компанію Cray Inc., яка донині лідирує в цій галузі.

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете

Процес монтажу суперкомп'ютера Cray-1 (1978 рік)

Що нам варто «суперкомп» побудувати?

Сучасні суперкомп'ютери, на відміну від «обчислювальних монстрів» 1970-1980 років, являють собою не цільні ПК, а сотні або навіть тисячі об'єднаних в локальну мережу монтажних шаф зі стоечними серверами. Кожен вузол включає один або декілька центральних процесорів, опціонально сопроцесори (графічні прискорювачі, а точніше прискорювачі обчислень), модулі оперативної пам'яті, системи енергоживлення та рідинного охолодження і, звичайно ж, Ethernet-адаптер для підключення до загальної суперкомп'ютерної мережі.

Для ефективної роботи суперкомп'ютера потрібно операційна система (як правило, спеціально адаптована версія Linux) і прикладне програмне забезпечення, здатне распараллеливать глобальну задачу на сотні тисяч або навіть мільйони простих задач (процесів). В обслуговуванні найбільших суперкомп'ютерів світу задіяні до півсотні людей: вчені, програмісти, інженери.

Рейтинги TOP500 і Green500

Список найпотужніших суперкомп'ютерів на планеті TOP500 оновлюється двічі на рік (у червні та листопаді) і публікується на сайті www.top500.org. Новітня редакція ТОР500 (червень 2014 року) стала 43-тей в історії. Вимірюють швидкодію суперкомп'ютерів за допомогою бенчмарка Linpack, яка тестує піддослідного рішенням щільних систем лінійних алгебраїчних рівнянь. Паралельно з TOP500 ведеться рейтинг найбільш енергоефективних обчислювальних систем світу — Green500.

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете-2

1. Tianhe-2 (Китай)

Як мінімум до листопада 2014 залишатиметься непереможним китайський «обчислювальний монстр» Tianhe-2, назва якого перекладається як «Чумацький шлях». Продуктивність суперкомп'ютера компанії Inspur, встановленого в Оборонному науково-технічному університеті НВАК в місті Чанша, дорівнює 33,86 PFLOPS, а енергоспоживання — 17,81 МВт. Досягти такого високого швидкодії вдалося завдяки наявності 3120000. Обчислювальних ядер, от тільки не всі з них є процесорними.

Архітектура у Tianhe-2 — гібридна, тобто включає як 12-ядерні центральні процесори Intel Xeon E5-2692, так і 57-ядерні сопроцесори Intel Xeon Phi 31S1P. Оперативної пам'яті у даного суперкомп'ютера сумарно 1 Пбайт. Кому і, головне, коли вдасться відібрати пальму першості у Tianhe-2, поки не відомо, адже перевага над другим місцем рейтингу у нього аж дворазове.

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете-3

2. Titan (США)

Американський суперкомп'ютер Titan з продуктивністю 17,59 PFLOPS і енергоспоживанням 8,21 МВт — далеко не єдине творіння компанії Cray Inc., встановлене в Окриджської національної лабораторії (вони здавна співпрацюють). Використовується в Titan зв'язка з 16-ядерних центральних процесорів AMD Opteron 6274 (сумарна кількість ядер 0560000. Штук) і прискорювачів обчислень NVIDIA Tesla K20X, кожен з 2688 ядрами CUDA. Об'єм оперативної пам'яті дорівнює 0,7 Пбайт. До запуску в експлуатацію Tianhe-2 в червні 2013 року саме Titan був найпотужнішою обчислювальною системою на планеті.

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете-4

3. Sequoia (США)

Бронзовим призером новітнього рейтингу TOP500 з показниками 17,17 PFLOPS і 7,89 МВт є ще один «американець» — суперкомп'ютер Sequoia. Він побудований компанією IBM на базі власних же 16-ядерних процесорів Power BQC за замовленням Ліверморської національної лабораторії. На відміну від вищезгаданих Tianhe-2 і Titan, ніяких сопроцессоров у Sequoia немає, тому всі 1570000. Його ядер — процесорні. У плані ж об'єму ОЗУ даний суперкомп'ютер є абсолютним рекордсменом — 1,57 Пбайт. З червня по листопад 2012 Sequoia був номером один у світі.

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете-5

4. K computer (Японія)

Ще один екс-чемпіон — японський K computer (10,51 PFLOPS; 0,7 млн. Ядер; 1,4 Пбайт ОЗУ), що лідирував в рейтингу ТОП500 впродовж 2011 року. За будівництво суперкомп'ютера для Інституту фізико-хімічних досліджень в місті Кобе відповідала компанія Fujitsu, вибір якої впав не на звичні процесори Intel і AMD x86_64, і навіть не на IBM Power, а на власні 8-ядерні SPARC64 VIIIfx. Єдиним великим виробником чипів архітектури SPARC, крім Fujitsu, є компанія Oracle, що поглинула серверний бізнес Sun Microsystems. Що з'їдає 12,66 МВт електрики K computer є самим неенергоеффектівнним в топ-десятці (менше 1 PFLOPS на 1 МВт).

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете-6

5. Mira (США)

На замовлення Аргонської національної лабораторії компанією IBM побудований суперкомп'ютер Mira, своєю архітектурою нагадує вищезгаданий Sequoia. Його продуктивність дорівнює 8,59 PFLOPS (786 тис. Процесорних ядер), а енергоспоживання — 3,94 МВт.

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете-7

6. Piz Daint (Швейцарія)

Найпотужніша в Європі обчислювальна система Piz Daint (ім'ячко ще те!) Була запущена компаній Cray Inc. в другій половині 2013 року в Швейцарському національному суперкомпьютерном центрі. В даному науковій установі крім Piz Daint, продуктивність якого оцінюють в 6,27 PFLOPS, розміщено ще три учасники ТОР500. Втім, суперкомп'ютери частенько «гніздяться зграями» (інші приклади — Окриджської і Ливерморская національні лабораторії, США). Архітектура Piz Daint включає процесори Intel і «відеокарти» NVIDIA.

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете-8

7. Stampede (США)

Компанія Dell, на відміну від IBM і Cray Inc., добре знайома обивателю своїми настільними ПК і ноутбуками. Але в той же час вони займаються виробництвом серверів і навіть будівництвом суперкомп'ютерів. Сьоме місце в рейтингу ТОР500 — обчислювальна система Stampede від компанії Dell. Продуктивність суперкомп'ютера, встановленого в Техаському центрі передових комп'ютерів, дорівнює 5,17 PFLOPS. Схема будови — аналогічна Tianhe-2 (центральні процесори і сопроцесори від Intel).

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете-9

8-9. JUQUEEN (Німеччина) і Vulcan (США)

Суперкомп'ютери JUQUEEN (5,01 PFLOPS) і Vulcan (4,29 PFLOPS) — чергові творіння компанії IBM. Розміщені вони в Дослідницькому центрі Юліх (Німеччина) і Ліверморської національної лабораторії (США) відповідно.

10. Безіменний Cray XC30 (США)

Єдиним новачком в оновленому рейтингу ТОП500 (червень 2014 року) став поки безіменний суперкомп'ютер з продуктивністю 3,14 PFLOPS, створений за замовленням Уряду США. Побудований він на базі суперкомп'ютерної платформи Cray XC30, яка застосовується в вищезгаданому Piz Daint.

10 мощнейших суперкомпьютеров на планете-10

У сухому залишку

Суперкомп'ютери здатні не тільки аналізувати великі обсяги статистичних даних, але і моделювати різні ситуації і явища. Саме тому вони незамінні для економічних розрахунків, фізичних, хімічних і біологічних експериментів, прогнозування погоди та природних катаклізмів.

Крім того, суперкомп'ютери представляють собою предмети національної гордості. Так, в США розміщено 232 суперкомп'ютера з ТОР500 (рік тому було 252), в Китаї — 76 (попереднє кількість 66), у Великобританії і Японії — по 30. Найпотужніший ж український суперкомп'ютер, встановлений в НТУУ «Київський політехнічний інститут», на жаль , давно не модернізувався, тому в число ТОР500 не входить.

Жми 5!