Cele mai puternice supercalculatoare din lume. Cele mai puternice supercalculatoare din lume Cel mai puternic supercomputer

Mulți jucători cunosc compania Maingear - aceasta creează și vinde computere desktop puternice. Deci, această companie, împreună cu celebra companie Razer, a lansat cel mai puternic computer de jocuri din lume (pentru 2018) - R2 Razer Edition.

Noul computer este destinat în primul rând jucătorilor profesioniști. PC-ul are procesor de ultimă generație de la Intel, 64 GB de RAM DDR4-2666 SDRAM, mai multe hard disk-uri și SSD-uri, plăci video de la NVIDIA sau AMD (la alegere) și un nou sistem de răcire cu apă. Această putere este suficientă nu numai pentru cele mai solicitante jocuri în rezoluție 4K, ci și pentru jocurile care acceptă dispozitive de realitate virtuală.

Vinde cel mai puternic computer R2 Razer Edition Vor fi două configurații.

Model de bază cu AMD Ryzen 7 1800X cu o frecvență de 3,2 GHz, 8 GB RAM, placă video AMD Radeon R9 RX 580 și hard disk de 1 TB. Calculatorul costă 999 de dolari (65.000 de ruble).
Cel mai puternic model cu Core i7-7700K, 16 GB RAM, placa video NVIDIA GeForce Titan X cu 32 GB memorie si SSD M.2 NVMe cu o capacitate de 1 TB. Prețul acestei configurații este de 4.000 USD (260.000 de ruble). Dar poate fi făcut și mai puternic prin înlocuirea hard disk-ului cu un SSD, creșterea memoriei RAM și așa mai departe. Apoi, prețul aproximativ al acestui computer va fi de 10.000 de dolari (650.000 de ruble).

Omenirea nu a ajuns niciodată pe Marte, încă nu s-a inventat un leac pentru toate bolile, mașinile nu zboară, dar, cu toate acestea, există zone în care oamenii au atins cote fără precedent. Puterea de calcul a computerelor este una dintre ele. În primul rând, să ne dăm seama care este parametrul cheie atunci când evaluăm această caracteristică a supercalculatoarelor. Flops este o valoare care arată numărul de operațiuni în virgulă mobilă pe care un computer le poate efectua pe secundă. Pe baza acestui indicator, a fost întocmit evaluarea celor mai puternice computere din lume, conform datelor din 2019.

Clasamentul a fost prezentat la Conferința Internațională de Supercomputing; primele 500 de supercalculatoare au fost întocmite de matematicieni de la Lawrence National Laboratory și Tennessee State University.

10 Trinity – Performanță de 8,1 Pflop/sec

Acest supercomputer protejează securitatea militară a SUA menținând eficiența arsenalului nuclear al națiunii. Având în vedere acest lucru, ați putea crede că acest dispozitiv este incredibil de scump, totuși, începând cu 2015, supercomputere noi, mai puternice, au început să-l înlocuiască. Trinity rulează pe sistemul Cray XC40, performanța sa este de 8,1 Pflop/sec.

9 Mira – 8,6 Pflop/sec

Mira este un alt produs genial de la Cray. Este de remarcat faptul că proiectul acestui supercomputer a fost dezvoltat din ordinul Departamentului de Energie al Statelor Unite. Principalul domeniu de aplicare pentru Mira este proiectele industriale și de cercetare guvernamentale. Puterea de calcul a acestui computer este de 8,6 petaflopi pe secundă.

8 K Computer – 10,5 Pflop/sec

Particularitatea acestui supercomputer constă în numele său, care provine din cuvântul japonez „kei” și înseamnă 10 cvadrilioane. Puterea productivă a K Computer se bazează aproximativ pe această cifră – 10,5 petaflopi. Specificul acestei tehnici constă și în faptul că sistemul folosește răcirea cu apă, care poate reduce semnificativ consumul de energie și poate reduce viteza de asamblare.

7 Oakforest-Pacs – 13,6 Pflop/sec

Compania japoneză Fujitsu, care a dezvoltat și computerul K menționat mai devreme, a creat un supercomputer de nouă generație (generația Knights Landing). Proiectul a fost comandat de universitățile din Tokyo și Tsukuba. În ciuda faptului că inițial a fost planificat să echipeze computerul cu 900 TB de memorie și o performanță de 25 de cvadrilioane operațiuni, puterea sa de calcul este de 13,6 petaflops/s.

6 Cori – 14 Pflop/sec

Până în 2019, Cori a ocupat o poziție solidă a 5-a în clasamentul mondial al celor mai puternice computere, dar în contextul progresului tehnologic în dezvoltare rapidă, a pierdut încă o „linie” de clasament în fața celor mai recente supercalculatoare. Este situat la Laboratorul Național Lawrence Berkeley din SUA. Cori a adus deja o contribuție unică la dezvoltarea științei: cu ajutorul ei, oamenii de știință elvețieni au reușit să simuleze un sistem de calcul cuantic de 45 de qubiți. 14 petaflopi este capacitatea productivă a acestei „super-mașini”.

5 Sequoia – 17,2 Petaflops

Mulți experți îl numesc pe Sequoia cel mai rapid supercalculator din lume și din motive întemeiate: performanța sa aritmetică este egală cu viteza a 6,7 miliarde de oameni care ar îndeplini o sarcină identică folosind calculatoare timp de 320 de ani. Sequoia se distinge și prin dimensiunea sa: computerul ocupă o suprafață de 390 de metri pătrați și este format din 96 de rafturi. 17,2 petaflopi este performanța sa, care este egală cu aproape șaisprezece mii de trilioane de operațiuni.

4 Titan – 17,6 Pflop/sec

Pe lângă faptul că este unul dintre cele mai rapide computere din lume, Titan este considerat și unul dintre cele mai eficiente din punct de vedere energetic, cu un rating de 2142,77 megaflops pe watt de consum de energie. Secretul economisirii energiei este folosirea acceleratoarelor Nvidia, care furnizează până la 90% din puterea totală de calcul, care, apropo, este de 17,6 petaflopi. Datorită lor, Titan și-a redus considerabil dimensiunile - acum doar 404 de metri pătrați sunt suficienți pentru a-l găzdui.

3 Piz Daint – 19,6 petaflopi

Proiectul de supercomputer Piz Daint a fost lansat în 2013, în orașul elvețian Lugano. Se află acolo - în Centrul Național de Supercomputing Elvețian. Piz Daint a colectat aproape toate caracteristicile pozitive ale analogilor menționați mai sus, inclusiv eficiența energetică și viteza mare, pe lângă compactitate: dispozitivul este format din 28 de rafturi mari. Puterea sa de calcul este de 19,6 petaflopi.

2 Tianhe-2 – 33,9 Petaflops

Până în iunie 2016, supercomputerul cu numele romantic „Calea Lactee” (tradus din chineză) a ocupat primul loc în topul celor mai puternice 500 de computere din lume. Puterea sa oferă o viteză de 2507 trilioane de operații pe secundă, ceea ce este egal cu 33,9 petaflopi. Tianhe-2 și-a găsit „vocația” în domeniul construcțiilor: la calculul clădirilor și la așezarea drumurilor. Este de remarcat faptul că de la începutul anului 2013, când a fost lansat Milky Way, nu a părăsit prima poziție în rating, ceea ce este un indicator cu adevărat puternic.

1 Sunway TaihuLight – 93 de petaflopi

În interiorul acestui computer există 40.960 de procesoare puternice, ceea ce explică dimensiunea acestuia: Sunway însuși ocupă o suprafață de aproximativ 1000 de metri pătrați. În 2016, la o conferință internațională din Germania, a fost recunoscut drept cel mai rapid de acest gen. Astăzi, Sunway TaihuLight este primul în clasament și singurul în top 10 supercomputere capabile să genereze viteze de 93 de petaflopi.

Dacă luăm în considerare progresul tehnologic în ceea ce privește impactul asupra oamenilor, asupra societății în ansamblu și asupra mediului, este evident că are deficiențe globale. Astăzi avem acces la o mare varietate de computere, diverse dispozitive și roboți. Dar scopul cel mai înalt este să găsim o utilizare demnă pentru marile invenții ale omenirii și să direcționăm utilizarea lor în beneficiul viitorului nostru comun, fără a le transforma în jucării fără sens.

Oamenii încă nu zboară pe Marte, cancerul nu a fost încă vindecat și nu am scăpat de dependența de petrol. Și totuși există domenii în care umanitatea a făcut progrese incredibile în ultimele decenii. Puterea de calcul a computerelor este doar una dintre ele.

De două ori pe an, experții de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley și de la Universitatea din Tennessee publică Top 500, care oferă o listă cu cele mai puternice supercalculatoare din lume.

Criteriul cheie în această evaluare este o caracteristică care a fost mult timp considerată una dintre cele mai obiective în evaluarea puterii supercalculatoarelor - flop-uri sau numărul de operații în virgulă mobilă pe secundă.

Privind puțin în perspectivă, vă sugerăm să gustați din timp aceste cifre: productivitatea reprezentanților primilor zece se măsoară în zeci de cvadrilioane de flops. Spre comparație: ENIAC, primul computer din istorie, avea o putere de 500 de flop-uri; Astăzi, computerul personal mediu are sute de gigaflopi (miliarde de flops), iPhone 6 are aproximativ 172 de gigaflopi, iar PS4 are 1,84 teraflopi (trilioane de flops).

Înarmată cu cel mai recent Top 500 din noiembrie 2014, Naked Science a decis să descopere care sunt cele mai puternice 10 supercalculatoare din lume și ce probleme necesită o putere de calcul atât de mare pentru a fi rezolvată.

10. Cray CS-Storm

Locație: SUA
Performanță: 3,57 petaflops
Performanță maximă teoretică: 6,13 petaflopi
Putere: 1,4 MW

La fel ca aproape toate supercalculatoarele moderne, inclusiv fiecare dintre cele prezentate în acest articol, CS-Storm constă din multe procesoare unite într-o singură rețea de calculatoare bazată pe principiul unei arhitecturi masiv paralele. În realitate, acest sistem este format din multe rafturi („cabinete”) cu electronice (noduri formate din procesoare multi-core), care formează coridoare întregi.

Cray CS-Storm este o serie întreagă de clustere de supercomputere, dar unul dintre ele iese în evidență de restul. Mai exact, este misteriosul CS-Storm, care este folosit de guvernul SUA în scopuri necunoscute și într-o locație necunoscută.

Ce se știe este că oficialii americani au cumpărat extrem de eficient din punct de vedere al consumului de energie (2386 megaflops la 1 Watt) CS-Storm cu un număr total de nuclee de aproape 79 de mii de la compania americană Cray.

Site-ul web al producătorului, însă, spune că clusterele CS-Storm sunt potrivite pentru calcularea de înaltă performanță în domeniile securității cibernetice, inteligenței geospațiale, recunoașterii modelelor, procesării datelor seismice, randării și învățării automate. Undeva în această serie, probabil că utilizarea guvernului CS-Storm sa stabilit.

CRAY CS-STORM / © Cray

9. Vulcan – Blue Gene/Q

Locație: SUA
Performanță: 4,29 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 5,03 petaflopi
Putere: 1,9 MW

„Vulcan” a fost dezvoltat de compania americană IBM, aparține familiei Blue Gene și se află la Laboratorul Național Lawrence Livermore. Supercomputerul, deținut de Departamentul de Energie al SUA, este format din 24 de rafturi. Clusterul a început să funcționeze în 2013.

Spre deosebire de CS-Storm deja menționat, domeniul de aplicare al lui Vulcan este binecunoscut - diverse cercetări științifice, inclusiv în domeniul energiei, precum modelarea fenomenelor naturale și analiza unor cantități mari de date.

Diverse grupuri științifice și companii pot obține acces la supercomputer prin depunerea unei cereri la Centrul de inovare în calcul de înaltă performanță (Centrul de inovare HPC), cu sediul la același Laborator Național Livermore.

Supercomputer Vulcan / © Laura Schulz și Meg Epperly/LLNL

8. Juqueen – Blue Gene/Q

Locație: Germania
Performanță: 5 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 5,87 petaflopi
Putere: 2,3 MW

De la lansarea sa în 2012, Juqueen a fost al doilea cel mai puternic supercomputer din Europa și primul din Germania. La fel ca și Vulcan, acest cluster de supercomputere a fost dezvoltat de IBM ca parte a proiectului Blue Gene și aparține aceleiași generații Q.

Supercomputerul este situat într-unul dintre cele mai mari centre de cercetare din Europa, în Jülich. Este utilizat în consecință - pentru calcularea de înaltă performanță în diverse cercetări științifice.

Supercomputer Juqueen / © Jülich Supercomputing Center (JSC)

7. Stampede – PowerEdge C8220

Locație: SUA
Performanță: 5,16 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 8,52 petaflopi
Putere: 4,5 MW

Situat în Texas, Stampede este singurul cluster din top zece din Top 500 care a fost dezvoltat de compania americană Dell. Supercomputerul este format din 160 de rafturi.

Acest supercomputer este cel mai puternic din lume dintre cele folosite exclusiv în scopuri de cercetare. Accesul la facilitățile Stampede este deschis grupurilor științifice. Clusterul este utilizat într-o gamă largă de domenii științifice - de la tomografia precisă a creierului uman și predicția cutremurelor până la identificarea modelelor în structurile muzicale și ale limbajului.

Supercomputer Stampede / © Texas Advanced Computing Center

6. Piz Daint – Cray XC30

Locație: Elveția
Performanță: 6,27 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 7,78 petaflopi
Putere: 2,3 MW

Centrul Național de Supercomputing Elvețian (CSCS) se mândrește cu cel mai puternic supercomputer din Europa. Piz Daint, numit după muntele alpin, a fost dezvoltat de Cray și aparține familiei XC30, în cadrul căreia este cel mai productiv.

Piz Daint este folosit în diverse scopuri de cercetare, cum ar fi simulări pe computer în domeniul fizicii înaltelor energii.

Supercomputer Piz Daint / © blogs.nvidia.com

5. Mira – Blue Gene/Q

Locație: SUA
Performanță: 8,56 petaflops
Performanță maximă teoretică: 10,06 petaflopi
Putere: 3,9 MW

Supercomputerul Mira a fost dezvoltat de IBM ca parte a proiectului Blue Gene în 2012. Divizia de calcul de înaltă performanță a Laboratorului Național Argonne, care găzduiește clusterul, a fost creată cu finanțare guvernamentală. Creșterea interesului pentru tehnologia de supercalculatură de la Washington la sfârșitul anilor 2000 și începutul anilor 2010 se crede că se datorează rivalității cu China în acest domeniu.

Amplasat pe 48 de rafturi, Mira este folosit în scopuri științifice. De exemplu, supercomputerul este folosit pentru modelarea climatică și seismică, ceea ce permite obținerea de date mai precise privind predicția cutremurelor și schimbărilor climatice.

Supercomputer Mira / © Flickr

4. K Computer

Locație: Japonia
Performanță: 10,51 petaflops
Performanță maximă teoretică: 11,28 petaflops
Putere: 12,6 MW

Dezvoltat de Fujitsu și situat la Institutul de Cercetări Fizico-Chimice din Kobe, K Computer este singurul supercomputer japonez prezent în top zece din Top-500.

La un moment dat (iunie 2011), acest cluster a ocupat prima poziție în clasament, devenind cel mai productiv computer din lume timp de un an. Și în noiembrie 2011, K Computer a devenit primul din istorie care a obținut o putere peste 10 petaflopi.

Supercomputerul este utilizat într-o serie de sarcini de cercetare. De exemplu, pentru prognoza dezastrelor naturale (care este importantă pentru Japonia datorită activității seismice crescute a regiunii și a vulnerabilității mari a țării în caz de tsunami) și modelarea computerizată în domeniul medicinei.

Supercomputer K / © Fujitsu

3. Sequoia – Blue Gene/Q

Locație: SUA
Performanță: 17,17 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 20,13 petaflopi
Putere: 7,8 MW

Cel mai puternic dintre cele patru supercomputere ale familiei Blue Gene/Q, care se află în primele zece clasamente, se află în Statele Unite la Laboratorul Național Livermore. IBM a dezvoltat Sequoia pentru National Nuclear Security Administration (NNSA), care avea nevoie de un computer de înaltă performanță pentru un scop foarte specific: simularea exploziilor nucleare.

De menționat că testele nucleare reale au fost interzise din 1963, iar simularea pe computer este una dintre cele mai acceptabile opțiuni pentru continuarea cercetărilor în acest domeniu.

Cu toate acestea, puterea supercomputerului a fost folosită pentru a rezolva alte probleme mult mai nobile. De exemplu, clusterul a reușit să stabilească recorduri de performanță în modelarea cosmologică, precum și în crearea unui model electrofiziologic al inimii umane.

Supercomputer Sequoia / © Bob Hirschfeld/LLNL

2. Titan – Cray XK7

Locație: SUA
Performanță: 17,59 petaflops
Performanță maximă teoretică: 27,11 petaflopi
Putere: 8,2 MW

Cel mai productiv supercomputer creat vreodată în Occident, precum și cel mai puternic cluster de computere sub marca Cray, se află în Statele Unite, la Laboratorul Național Oak Ridge. În ciuda faptului că supercomputerul aflat la dispoziția Departamentului de Energie al SUA este disponibil oficial pentru orice cercetare științifică, în octombrie 2012, când a fost lansat Titan, numărul de aplicații a depășit toate limitele.

Din această cauză, la Laboratorul Oak Ridge a fost convocată o comisie specială, care a selectat doar 6 dintre cele mai „avansate” proiecte din 50 de cereri. Printre acestea, de exemplu, modelarea comportamentului neutronilor chiar în inima unui reactor nuclear, precum și prognozarea schimbărilor climatice globale pentru următorii 1-5 ani.

În ciuda puterii sale de calcul și a dimensiunilor impresionante (404 metri pătrați), Titan nu a rezistat mult pe piedestal. La doar șase luni de la triumful din noiembrie 2012, mândria americană în domeniul calculului de înaltă performanță a fost înlocuită în mod neașteptat de un originar din Est, depășind liderii anteriori ai clasamentului într-un mod fără precedent.

Supercalculatorul Titan / © olcf.ornl.gov

1. Tianhe-2 / Calea Lactee-2

Locație: China
Performanță: 33,86 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 54,9 petaflopi
Putere: 17,6 MW

De la prima sa lansare, Tianhe-2, sau Milky Way-2, a fost liderul Top-500 de aproximativ doi ani. Acest monstru este aproape de două ori mai puternic decât numărul 2 în clasament – supercomputerul TITAN.

Dezvoltat de Universitatea de Știință și Tehnologie a Apărării a Armatei Populare de Eliberare a Chinei și Inspur, Tianhe-2 este format din 16 mii de noduri cu un număr total de nuclee de 3,12 milioane. RAM-ul acestei structuri colosale, care ocupă 720 de metri pătrați, este de 1,4 petabytes, iar dispozitivul de stocare este de 12,4 petabytes.

Calea Lactee 2 a fost concepută la inițiativa guvernului chinez, așa că nu este de mirare că puterea sa fără precedent pare să servească nevoilor statului. S-a declarat oficial că supercomputerul este angajat în diverse simulări, analizând cantități uriașe de date, precum și asigurând securitatea națională a Chinei.

Având în vedere secretul inerent proiectelor militare chineze, se poate doar ghici ce fel de utilizare primește Calea Lactee-2 din când în când în mâinile armatei chineze.

Supercomputer Tianhe-2 / © Popsci.com

Supercomputerul Titan

Privind puțin în perspectivă, vă sugerăm să gustați din timp aceste cifre: productivitatea reprezentanților primilor zece se măsoară în zeci de cvadrilioane de flops. Spre comparație: ENIAC, primul computer din istorie, avea o putere de 500 de flop-uri; Astăzi, computerul personal mediu are sute de gigaflopi (miliarde de flops), iPhone 6 are aproximativ 172 de gigaflopi, iar PS4 are 1,84 teraflopi (trilioane de flops).

Înarmată cu cel mai recent Top 500 din noiembrie 2014, Naked Science a decis să descopere care sunt cele mai puternice 10 supercalculatoare din lume și ce probleme necesită o putere de calcul atât de mare pentru a fi rezolvată.

Locație: SUA
Performanță: 3,57 petaflops
Performanță maximă teoretică: 6,13 petaflopi
Putere: 1,4 MW

La fel ca aproape toate supercalculatoarele moderne, inclusiv fiecare dintre cele prezentate în acest articol, CS-Storm constă din multe procesoare unite într-o singură rețea de calculatoare bazată pe principiul unei arhitecturi masiv paralele. În realitate, acest sistem este format din multe rafturi („cabinete”) cu electronice (noduri formate din procesoare multi-core), care formează coridoare întregi.

Cray CS-Storm este o serie întreagă de clustere de supercomputere, dar unul dintre ele iese în evidență de restul. Mai exact, este misteriosul CS-Storm, care este folosit de guvernul SUA în scopuri necunoscute și într-o locație necunoscută.

Ce se știe este că oficialii americani au cumpărat extrem de eficient din punct de vedere al consumului de energie (2386 megaflops la 1 Watt) CS-Storm cu un număr total de nuclee de aproape 79 de mii de la compania americană Cray.

Site-ul web al producătorului, însă, spune că clusterele CS-Storm sunt potrivite pentru calcularea de înaltă performanță în domeniile securității cibernetice, inteligenței geospațiale, recunoașterii modelelor, procesării datelor seismice, randării și învățării automate. Undeva în această serie, probabil că utilizarea guvernului CS-Storm sa stabilit.

CRAY CS-STORM

9. Vulcan – Blue Gene/Q

Locație: SUA
Performanță: 4,29 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 5,03 petaflopi
Putere: 1,9 MW

„Vulcan” a fost dezvoltat de compania americană IBM, aparține familiei Blue Gene și se află la Laboratorul Național Lawrence Livermore. Supercomputerul, deținut de Departamentul de Energie al SUA, este format din 24 de rafturi. Clusterul a început să funcționeze în 2013.

Spre deosebire de CS-Storm deja menționat, domeniul de aplicare al lui Vulcan este binecunoscut - diverse cercetări științifice, inclusiv în domeniul energiei, precum modelarea fenomenelor naturale și analiza unor cantități mari de date.

Diverse grupuri științifice și companii pot obține acces la supercomputer prin depunerea unei cereri la Centrul de inovare în calcul de înaltă performanță (Centrul de inovare HPC), cu sediul la același Laborator Național Livermore.

Supercomputerul Vulcan

8. Juqueen – Blue Gene/Q

Locație: Germania
Performanță: 5 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 5,87 petaflopi
Putere: 2,3 MW

De la lansarea sa în 2012, Juqueen a fost al doilea cel mai puternic supercomputer din Europa și primul din Germania. La fel ca și Vulcan, acest cluster de supercomputere a fost dezvoltat de IBM ca parte a proiectului Blue Gene și aparține aceleiași generații Q.

Supercomputerul este situat într-unul dintre cele mai mari centre de cercetare din Europa, în Jülich. Este utilizat în consecință - pentru calcularea de înaltă performanță în diverse cercetări științifice.

supercomputer Juqueen

7. Stampede – PowerEdge C8220

Locație: SUA
Performanță: 5,16 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 8,52 petaflopi
Putere: 4,5 MW

Situat în Texas, Stampede este singurul cluster din top zece din Top 500 care a fost dezvoltat de compania americană Dell. Supercomputerul este format din 160 de rafturi.

Acest supercomputer este cel mai puternic din lume dintre cele folosite exclusiv în scopuri de cercetare. Accesul la facilitățile Stampede este deschis grupurilor științifice. Clusterul este utilizat într-o gamă largă de domenii științifice - de la tomografia precisă a creierului uman și predicția cutremurelor până la identificarea modelelor în structurile muzicale și ale limbajului.

Supercomputer Stampede

6. Piz Daint – Cray XC30

Locație: Elveția
Performanță: 6,27 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 7,78 petaflopi
Putere: 2,3 MW

Centrul Național de Supercomputing Elvețian (CSCS) se mândrește cu cel mai puternic supercomputer din Europa. Piz Daint, numit după muntele alpin, a fost dezvoltat de Cray și aparține familiei XC30, în cadrul căreia este cel mai productiv.

Piz Daint este utilizat în diverse scopuri de cercetare, cum ar fi simulări pe computer în domeniul fizicii înaltelor energii.

Supercomputer Piz Daint

5. Mira – Blue Gene/Q

Locație: SUA
Performanță: 8,56 petaflops
Performanță maximă teoretică: 10,06 petaflopi
Putere: 3,9 MW

Supercomputerul Mira a fost dezvoltat de IBM ca parte a proiectului Blue Gene în 2012. Divizia de calcul de înaltă performanță a Laboratorului Național Argonne, care găzduiește clusterul, a fost creată cu finanțare guvernamentală. Creșterea interesului pentru tehnologia de supercalculatură de la Washington la sfârșitul anilor 2000 și începutul anilor 2010 se crede că se datorează rivalității cu China în acest domeniu.

Amplasat pe 48 de rafturi, Mira este folosit în scopuri științifice. De exemplu, supercomputerul este folosit pentru modelarea climatică și seismică, ceea ce permite obținerea de date mai precise privind predicția cutremurelor și schimbărilor climatice.

Supercalculatorul Mira

4. K Computer

Locație: Japonia
Performanță: 10,51 petaflops
Performanță maximă teoretică: 11,28 petaflops
Putere: 12,6 MW

Dezvoltat de Fujitsu și situat la Institutul de Cercetări Fizicochimice din Kobe, K Computer este singurul supercomputer japonez care apare în top zece din Top 500.

La un moment dat (iunie 2011), acest cluster a ocupat prima poziție în clasament, devenind cel mai productiv computer din lume timp de un an. Și în noiembrie 2011, K Computer a devenit primul din istorie care a obținut o putere peste 10 petaflopi.

Supercomputerul este utilizat într-o serie de sarcini de cercetare. De exemplu, pentru prognoza dezastrelor naturale (care este importantă pentru Japonia datorită activității seismice crescute a regiunii și a vulnerabilității mari a țării în caz de tsunami) și modelarea computerizată în domeniul medicinei.

Supercalculatorul K

3. Sequoia – Blue Gene/Q

Locație: SUA
Performanță: 17,17 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 20,13 petaflopi
Putere: 7,8 MW

Cel mai puternic dintre cele patru supercomputere ale familiei Blue Gene/Q, care se află în primele zece clasamente, se află în Statele Unite la Laboratorul Național Livermore. IBM a dezvoltat Sequoia pentru National Nuclear Security Administration (NNSA), care avea nevoie de un computer de înaltă performanță pentru un scop foarte specific: simularea exploziilor nucleare.

De menționat că testele nucleare reale au fost interzise din 1963, iar simularea pe computer este una dintre cele mai acceptabile opțiuni pentru continuarea cercetărilor în acest domeniu.

Cu toate acestea, puterea supercomputerului a fost folosită pentru a rezolva alte probleme mult mai nobile. De exemplu, clusterul a reușit să stabilească recorduri de performanță în modelarea cosmologică, precum și în crearea unui model electrofiziologic al inimii umane.

Supercomputer Sequoia

2. Titan – Cray XK7

Locație: SUA
Performanță: 17,59 petaflops
Performanță maximă teoretică: 27,11 petaflopi
Putere: 8,2 MW

Cel mai productiv supercomputer creat vreodată în Occident, precum și cel mai puternic cluster de computere sub marca Cray, se află în Statele Unite, la Laboratorul Național Oak Ridge. În ciuda faptului că supercomputerul aflat la dispoziția Departamentului de Energie al SUA este disponibil oficial pentru orice cercetare științifică, în octombrie 2012, când a fost lansat Titan, numărul de aplicații a depășit toate limitele.

Din această cauză, la Laboratorul Oak Ridge a fost convocată o comisie specială, care a selectat doar 6 dintre cele mai „avansate” proiecte din 50 de cereri. Printre acestea, de exemplu, modelarea comportamentului neutronilor chiar în inima unui reactor nuclear, precum și prognozarea schimbărilor climatice globale pentru următorii 1-5 ani.

În ciuda puterii sale de calcul și a dimensiunilor impresionante (404 metri pătrați), Titan nu a rezistat mult pe piedestal. La doar șase luni de la triumful din noiembrie 2012, mândria americană în domeniul calculului de înaltă performanță a fost înlocuită în mod neașteptat de un originar din Est, depășind liderii anteriori ai clasamentului într-un mod fără precedent.

Supercomputerul Titan

1. Tianhe-2 / Calea Lactee-2

Locație: China
Performanță: 33,86 petaflopi
Performanță maximă teoretică: 54,9 petaflopi
Putere: 17,6 MW

De la prima sa lansare, Tianhe-2, sau Milky Way-2, a fost liderul Top-500 de aproximativ doi ani. Acest monstru este aproape de două ori mai puternic decât numărul 2 în clasament – supercomputerul TITAN.

Dezvoltat de Universitatea de Știință și Tehnologie de Apărare a Armatei Populare de Eliberare și Inspur, Tianhe-2 este format din 16 mii de noduri cu un număr total de nuclee de 3,12 milioane. RAM-ul acestei structuri colosale, care ocupă 720 de metri pătrați, este de 1,4 petabytes, iar dispozitivul de stocare este de 12,4 petabytes.

Calea Lactee 2 a fost concepută la inițiativa guvernului chinez, așa că nu este de mirare că puterea sa fără precedent pare să servească nevoilor statului. S-a declarat oficial că supercomputerul este angajat în diverse simulări, analizând cantități uriașe de date, precum și asigurând securitatea națională a Chinei.

Având în vedere secretul inerent proiectelor militare chineze, se poate doar ghici ce fel de utilizare primește Calea Lactee-2 din când în când în mâinile armatei chineze.

Supercomputerul Tianhe-2

Termenul „supercomputer” are două interpretări - una oficială serioasă și una comică. Prima interpretare este propusă de George Michael și Sidney Fernbach, care au lucrat la Laboratorul Național Livermore și la CDC în anii 1960: un sistem de calcul care este de multe ori mai rapid decât computerele tipice ale vremii sale. A doua interpretare a unui „supercomputer” (comic) este orice computer creat de Seymour Cray, un pionier al supercomputerelor care a creat compania Cray Inc, care este încă lider în această industrie.

Procesul de instalare a supercomputerului Cray-1 (1978)

Ce „supercomputer” ar trebui să construim?

Supercalculatoarele moderne, spre deosebire de „monstrii de calcul” din anii 1970 și 1980, nu sunt PC-uri solide, ci sute sau chiar mii de servere montate în rack conectate la o rețea locală. Fiecare nod include unul sau mai multe procesoare centrale, opțional coprocesoare (acceleratoare grafice, sau mai degrabă acceleratoare de calcul), module RAM, sisteme de alimentare și de răcire cu lichid și, bineînțeles, un adaptor Ethernet pentru conectarea la o rețea comună de supercomputer.

Pentru ca un supercomputer să funcționeze eficient, sunt necesare un sistem de operare (de obicei o versiune special adaptată de Linux) și un software de aplicație capabil să paralelizeze o sarcină globală în sute de mii sau chiar milioane de sarcini (procese) simple. Până la cincizeci de oameni sunt implicați în deservirea celor mai mari supercalculatoare din lume: oameni de știință, programatori, ingineri.

Evaluări TOP500 și Green500

Lista TOP500 a celor mai puternice supercomputere de pe planetă este actualizată de două ori pe an (în iunie și noiembrie) și publicată pe site-ul www.top500.org. Cea mai nouă ediție TOP500 (iunie 2014) a devenit a 43-a din istorie. Performanța supercalculatoarelor este măsurată folosind benchmark-ul Linpack, care testează subiectul de testat prin rezolvarea unor sisteme dense de ecuații algebrice liniare. În paralel cu TOP500, se realizează o evaluare a celor mai eficiente sisteme de calcul din lume - Green500.

1. Tianhe-2 (China)

Cel puțin până în noiembrie 2014, „monstrul informatic” chinez Tianhe-2, al cărui nume se traduce prin „Calea Lactee”, va rămâne invincibil. Performanța supercomputerului Inspur, instalat la Universitatea de Știință și Tehnologie a Apărării PLA din Changsha, este de 33,86 PFLOPS, iar consumul de energie este de 17,81 MW. A fost posibil să se obțină o astfel de performanță ridicată datorită prezenței a 3,12 milioane de nuclee de calcul, dar nu toate sunt nuclee de procesor.

Arhitectura lui Tianhe-2 este hibridă, adică include atât procesoare centrale Intel Xeon E5-2692 cu 12 nuclee, cât și coprocesoare Intel Xeon Phi 31S1P cu 57 de nuclee. Acest supercomputer are un total de 1 PB de RAM. Cine și, cel mai important, când va putea lua palma de la Tianhe-2 nu se știe încă, pentru că are un dublu avantaj față de locul doi în clasament.

2. Titan (SUA)

Supercomputerul american Titan, cu o performanță de 17,59 PFLOPS și un consum de putere de 8,21 MW, este departe de singura creație a Cray Inc. instalată la Laboratorul Național Oak Ridge (colaborează de mult timp). Titan folosește o combinație de procesoare centrale AMD Opteron 6274 cu 16 nuclee (număr total de nuclee 0,56 milioane) și acceleratoare de calcul NVIDIA Tesla K20X, fiecare cu 2688 de nuclee CUDA. Cantitatea de memorie RAM este de 0,7 PB. Înainte de lansarea lui Tianhe-2 în iunie 2013, Titan era cel mai puternic sistem de calcul de pe planetă.

3. Sequoia (SUA)

Medaliatul cu bronz al celui mai recent rating TOP500 cu 17,17 PFLOPS și 7,89 MW este un alt „american” - supercomputerul Sequoia. A fost construit de IBM pe baza propriilor procesoare Power BQC cu 16 nuclee comandate de Laboratorul Național Livermore. Spre deosebire de Tianhe-2 și Titan menționate mai sus, Sequoia nu are niciun coprocesoare, așa că toate cele 1,57 milioane de nuclee ale sale sunt nuclee de procesor. În ceea ce privește capacitatea RAM, acest supercomputer este un deținător absolut de record - 1,57 PB. Din iunie până în noiembrie 2012, Sequoia a fost numărul unu în lume.

4. Computer K (Japonia)

Un alt fost campion este computerul japonez K (10,51 PFLOPS; 0,7 milioane de nuclee; 1,4 PB de RAM), care a condus clasamentul TOP500 pe tot parcursul anului 2011. Fujitsu a fost responsabil pentru construirea unui supercomputer pentru Institutul de Cercetări Fizicochimice din Kobe, care a ales nu procesoarele obișnuite Intel și AMD x86_64, sau chiar IBM Power, ci propriul SPARC64 VIIIfx cu 8 nuclee. Singurul producător important de cipuri de arhitectură SPARC, în afară de Fujitsu, este Oracle, care a absorbit activitatea de servere a Sun Microsystems. Consumând 12,66 MW de energie electrică, computerul K este cel mai eficient din punct de vedere energetic din primele zece (mai puțin de 1 PFLOPS la 1 MW).

5. Mira (SUA)

La cererea Laboratorului Național Argonne, IBM a construit supercomputerul Mira, a cărui arhitectură amintește de Sequoia menționată mai sus. Performanța sa este de 8,59 PFLOPS (786 mii de nuclee de procesor), iar consumul de energie este de 3,94 MW.

6. Piz Daint (Elveția)

Cel mai puternic sistem de calcul din Europa, Piz Daint (ce nume!) a fost lansat de Cray Inc. în a doua jumătate a anului 2013 la Centrul Național de Supercomputing Elvețian. Pe lângă Piz Daint, a cărui performanță este estimată la 6,27 PFLOPS, această instituție științifică găzduiește încă trei participanți TOP500. Cu toate acestea, supercalculatoarele adesea „cuibăresc în stoluri” (alte exemple sunt Oak Ridge și Livermore National Laboratories, SUA). Arhitectura Piz Daint include procesoare Intel și plăci grafice NVIDIA.

7. Stampede (SUA)

Dell, spre deosebire de IBM și Cray Inc., este bine cunoscut omului obișnuit pentru PC-urile și laptopurile sale. Dar, în același timp, sunt angajați în producția de servere și chiar în construcția de supercomputere. Locul al șaptelea în clasamentul TOP500 este sistemul de calcul Stampede de la Dell. Performanța supercomputerului instalat la Texas Advanced Computing Center este de 5,17 PFLOPS. Structura este similară cu Tianhe-2 (procesoare centrale și coprocesoare de la Intel).

8-9. JUQUEEN (Germania) și Vulcan (SUA)

Supercalculatoarele JUQUEEN (5,01 PFLOPS) și Vulcan (4,29 PFLOPS) sunt cele mai recente creații ale IBM. Acestea sunt situate la Centrul de Cercetare Jülich (Germania) și, respectiv, la Laboratorul Național Livermore (SUA).

10. Cray XC30 fără nume (SUA)

Singurul nou venit în clasamentul actualizat TOP500 (iunie 2014) a fost un supercomputer încă fără nume, cu o performanță de 3,14 PFLOPS, creat din ordinul guvernului SUA. Este construit pe baza platformei de supercomputer Cray XC30, care este utilizată în Piz Daint menționat mai sus.

Concluzie

Supercalculatoarele sunt capabile nu numai să analizeze volume mari de date statistice, ci și să simuleze diverse situații și fenomene. De aceea sunt indispensabile calculelor economice, experimentelor fizice, chimice și biologice, prognozei meteo și dezastrelor naturale.

Mai mult, supercalculatoarele sunt o sursă de mândrie națională. Astfel, în SUA există 232 de supercalculatoare din TOP500 (cu un an în urmă erau 252), în China - 76 (numărul anterior era 66), în Marea Britanie și Japonia - fiecare 30. Cel mai puternic supercomputer ucrainean instalat în Universitatea Națională Tehnică „Institutul Politehnic din Kiev”, din păcate, nu a fost modernizată de mult timp, așa că nu este inclusă în TOP500.