Самые мощные компьютеры современности

Несмотря на то, что начало своё современная вычислительная техника берёт чуть ли не в Древнем Вавилоне, первые разработки, более или менее похожие на современные компьютеры, появились во время Второй Мировой войны. Тогдашние компьютеры занимали комнаты и здания, и едва ли смогли бы осилить часть функций, доступных сегодня даже смартфонам.

Время шло, электронно-вычислительные машины совершенствовались, и то, что вчера не помещалось в огромном зале, сегодня спокойно «живёт» в формате тонкого электронного планшета. Но не перевелись и сегодня машины-монстры, для поддержания которых приходится строить гигантские комплексы, и создавать сложные системы охлаждения.

В конце 2013 года инициатива «ТОР500», в рамках которой уже более 40 лет публикуются списки 500 самых мощных суперкомпьютеров мира, обновила свой список – отныне общая производительность систем из списка составляет 223 петафлопс против 162 петафлопс ещё полгода назад. Не сильно впечатляет? А что, если мы уточним: петафлоп представляет собой 1 квадриллион операций с плавающей точкой в секунду, или миллион миллиардов. Как видите, будущее не за горами. Давайте посмотрим на те 10 машин, которые возглавляют этот список лучших из лучших.

10: SuperMUC, Центр Суперкомпьютеров им. Лейбница, Германия

SuperMUC оснащён 18 432 процессорами и 147 456 ядрами. Пиковая мощность этого суперкомпьютера составляет 3 петафлопс. Общая оперативная память компьютера достигает 288 терабайт, а общий объём жёстких дисков – 12 петабайт. Система оснащена мощным графическим интерфейсом, который выводит на гигантскую стену-экран, способную транслировать видео в формате 4К. Могучая система используется для постройки квантового компьютера и виртуального изучения эффектов тех или иных лекарств и для решения всевозможных задач, возникающих в работе учёных Европейского космического агентства.

9: Vulcan, Ливерморская национальная лаборатория Министерства энергетики США

До недавних пор именно на системе «Вулкан» лежали все вычисления в области ядерной энергетики и расчёты, призванные усилить энергетический потенциал Соединённых Штатов. Система работает на мощности в 4,3-петафлопса, но может быть разогнана до 5 петафлопс. Архитектура машины построена на технологии Blue Gene/Q от IBM и оснащена 393 216 ядрами. К слову, именно здесь некогда был впервые в истории применён термин «суперкомпьютер». Система запущена в 2012 году в качестве платформы для испытаний архитектуры Blue Gene. Позже в той же лаборатории на той же базе была создана куда более мощная система, о которой — ниже.

8: Juqueen, Исследовательский центр Юлих, Германия

Схожий с «Вулканом» суперкомпьютер установлен в немецком исследовательском центре Юлих. Juqueen построен на той же архитектуре, что и его американский «коллега»: в его распоряжении 458 752 ядер, общая скорость достигает 5 петафлопс, а сам он решает проблемы, связанные с физикой, биологией и медицинскими разработками. По слухам, именно от этого суперкомьютера в последнее время зависит, сможет ли человечество обнаружить эффективное лекарство от рака. Кроме того, до недавних пор германское правительство доверяло этому суперкомпьютеру работу над исследованиями в области ядерной энергетики, однако, после решения Германии отказаться от АЭС, система Juqueen переключилась на медицинские разработки.

7: Stampede, Техасский центр суперкомпьютеров, США

Отличительная особенность суперкомпьютера Stampede – он полностью доступен для открытых научных исследований. Любой учёный любого института США может подать запрос на использование некоторых мощностей компьютера, и, весьма вероятно, получить разрешение на работу с ним. Пиковая мощность компьютера может достигать 5,2 петафлопс. Система оснащена 102 400 ядрами, 205 терабайтами оперативной памяти и 14 петабайтами на жёстких дисках. И всё это — на благо науки.

6: Piz Daint, Швейцарский национальный центр суперкомпьютеров, Швейцария

Названный в честь горы в Альпах, суперкомпьютер Piz Daint может достигать пиковой мощности в 7,7 петафлопс. Усиленный картами NVIDIATeslaK20XGPUs, суперкомпьютер оснащён 42 176 ядрами и занимается вопросами ядерной физики. В частности, он решал часть задач во время знаменитых поисков бозона Хиггса. Помимо этого, Piz Daint является ведущей системой, на которую возложено решение вопросов термоядерного синтеза и разработки квантовых вычислительных систем.

5: Mira, Аргоннская национальная лаборатория, США

В старейшем национальном исследовательском центре Министерства энергетики США, основанном ещё в 1946 году, находится «двоюродный брат» вышеупомянутого «Вулкана». Система, построенная на архитектуре Blue Gene/Q, использует 786 432 ядра для достижения мощности в 8,6 петафлопс. В полную силу Mira заработает только к концу 2014 года, тем самым, предоставив учёным более 5 млрд вычислительных часов работы в год. Задачи, которые будет решать система, всё ещё уточняются.

4: Kcomputer, Институт компьютерных наук, Япония

Ещё в 2011 году суперкомпьютер K computer был на первом месте в списке 500 мощнейших машин мира. Мощность системы составляет 10,5 петафлопс за счёт 705 024 ядер Sparc – таким образом, K Computer стал первым в истории суперкомпьютером, преодолевшим рубеж в 10 петафлопс. Сейчас этот суперкомпьютер осуществляет расчёт модели самой большой нейронной сети на сегодняшний день – предполагается, что его разработки лягут в основу систем искусственного интеллекта.

3: Sequoia, Ливерморская национальная лаборатория Министерства энергетики США

В лаборатории Министерства энергетики США ни на миг не прекращает работу одна из самых мощных в мире систем – суперкомпьютер Sequoia. Архитектура машины построена на технологии Blue Gene/Q от IBM, ранее испытанной на системе Vulcan, расположенной в той же лаборатории. Общее количество ядер системы Sequoia составляет 1,6 млн – её пиковая мощность может выдавать 20,1 петафлопс, однако, в рабочем режиме суперкомпьютер демонстрирует не менее убедительные 16,32 петафлопс. Система используется для управления ядерным арсеналом США, просчётом термоядерных реакций и вычислений, необходимых для новейших разработок в энергетике.

2: Titan, Национальная лаборатория Оук-Ридж

Лидер рейтинга «500 самых мощных суперкомпьютеров мира» за 2012 год суперкомпьютер Titan может воспроизводить 17,6 петафлопс. Система суперкомпьютера построена на базе процессоров Cray и графических процессоров Nvidia, и оснащена 560 640 ядрами. Система Titan потребляет 8,209 киловатт энергии – это довольно скромные запросы для суперкомпьютера. За это он считается самым энергоэффективным суперкомпьютером в мире. Мощный суперкомпьютер занимается сразу несколькими вопросами, среди которых симуляция долгосрочных глобальных изменений климата, исследование и даже создание новых материалов и моделирование поведения нейтронов в ядерном реакторе.

1: Tianhe-2, Оборонный научно-технический университет Народно-освободительной армии Китайской Народной Республики, Китай

Китайский исполин Tianhe-2 на сегодняшний день является несомненным мировым лидером среди суперкомпьютеров. Рабочая мощность данного тяжеловеса составляет 33,86 петафлопс – абсолютный мировой рекорд. Учёные Оборонного научно-технического университета отмечают, что без особых сложностей могут разогнать этого монстра до 54,9 петафлопс, однако, на данный момент такой необходимости просто нет. Система на базе Intel Xeon в общей сложности оборудована 3,12 млн ядер. О назначении данного суперкомпьютера остаётся только гадать – командование армии КНР тщательно засекретило задачи, которыми он занимается.

internetua.com