Създаване на третия най-мощен суперкомпютър в света. Най-мощните суперкомпютри в света. За проекта TOP500

Човечеството никога не е достигало Марс, все още не е изобретен лек за всички болести, колите не летят, но въпреки това има области, в които хората са достигнали невиждани висоти. Изчислителната мощ на компютрите е една от тях. Първо, нека да разберем кой е ключовият параметър при оценката на тази характеристика на суперкомпютрите. Flops е стойност, която показва броя операции с плаваща запетая, които компютърът може да извърши за секунда. Въз основа на този показател беше съставен нашият рейтинг на най-мощните компютри в света според данните от 2019 г.

Класацията беше представена на Международната суперкомпютърна конференция; 500-те най-добри суперкомпютри бяха съставени от математици от Националната лаборатория Лорънс и държавния университет в Тенеси.

10 Trinity – 8.1 Pflop/sec производителност

9 Mira – 8,6 Pflop/сек

Mira е друг брилянтен продукт от Cray. Заслужава да се отбележи, че проектът на този суперкомпютър е разработен по поръчка на Министерството на енергетиката на Съединените щати. Основната област на приложение на Mira са държавни индустриални и изследователски проекти. Изчислителната мощност на този компютър е 8,6 петафлопа в секунда.

8 K компютър – 10,5 Pflop/сек

Особеността на този суперкомпютър се крие в името му, което идва от японската дума „kei” и означава 10 квадрилиона. Приблизително на тази цифра се крепи производителната мощност на K Computer – 10,5 петафлопа. Спецификата на тази техника се състои и във факта, че системата използва водно охлаждане, което може значително да намали консумацията на енергия и да намали скоростта на сглобяване.

7 Oakforest-Pacs – 13,6 Pflop/sec

Японската компания Fujitsu, която също разработи споменатия по-рано K Computer, създаде суперкомпютър от ново поколение (поколение Knights Landing). Проектът е поръчан от университетите в Токио и Цукуба. Въпреки факта, че първоначално е планирано компютърът да бъде оборудван с 900 TB памет и производителност от 25 квадрилиона операции, изчислителната му мощност е 13,6 petaflops/s.

6 Cori – 14 Pflop/сек

До 2019 г. Cori заемаше солидна 5-та позиция в световната класация на най-мощните компютри, но в контекста на бързо развиващия се технологичен прогрес, той все пак загуби една „линия“ в класирането на най-новите суперкомпютри. Намира се в Националната лаборатория Лорънс Бъркли в САЩ. Cori вече има уникален принос за развитието на науката: с негова помощ швейцарски учени успяха да симулират 45-кубитова квантова изчислителна система. 14 петафлопа е производственият капацитет на тази „супер машина“.

5 Sequoia – 17,2 петафлопа

Много експерти наричат ​​Sequoia най-бързият суперкомпютър в света и има защо: неговата аритметична производителност е равна на скоростта на 6,7 милиарда души, които биха изпълнили една и съща задача, използвайки калкулатори в продължение на 320 години. Sequoia се отличава и с размерите си: компютърът заема площ от 390 квадратни метра и се състои от 96 стелажа. 17,2 петафлопа е неговата производителност, което се равнява на почти шестнадесет хиляди трилиона операции.

4 Titan – 17,6 Pflop/сек

Освен че е един от най-бързите компютри в света, Titan се смята и за един от най-енергийно ефективните, с рейтинг от 2142,77 мегафлопа на ват консумация на енергия. Тайната за пестене на енергия е използването на ускорители на Nvidia, които осигуряват до 90% от общата изчислителна мощност, която между другото е 17,6 петафлопа. Благодарение на тях Titan значително е намалил размерите си - сега само 404 квадратни метра са достатъчни, за да го побере.

3 Piz Daint – 19,6 петафлопа

Суперкомпютърният проект Piz Daint стартира през 2013 г. в швейцарския град Лугано. Той се намира там – в Швейцарския национален суперкомпютърен център. Piz Daint събра почти всичко положителни характеристикигорните аналози, включително енергийна ефективност и висока скорост, в допълнение към компактността: устройството се състои от 28 стелажа с големи размери. Изчислителната му мощност е 19,6 петафлопа.

2 Tianhe-2 – 33,9 петафлопа

До юни 2016 г. суперкомпютърът с романтичното име "Млечен път" (в превод от китайски) оглавяваше топ 500 на най-мощните компютри в света. Мощността му осигурява скорост от 2507 трилиона операции в секунда, което се равнява на 33,9 петафлопа. Tianhe-2 намери своето „призвание“ в областта на строителството: при изчисляване на сгради и полагане на пътища. Струва си да се отбележи, че от началото на 2013 г., когато беше пуснат Milky Way, той не е напуснал челната позиция в рейтингите, което е наистина мощен показател.

1 Sunway TaihuLight – 93 петафлопа

Вътре в този компютър има 40 960 мощни процесора, което обяснява неговия размер: самият Sunway заема площ от около 1000 квадратни метра. През 2016 г. на международна конференция в Германия той беше признат за най-бързия по рода си. Днес Sunway TaihuLight е първият в класацията и единственият в топ 10 суперкомпютри, способни да генерират скорост от 93 петафлопа.

Време за четене: 7 мин.

Досега човечеството не е стигнало до купищата отпадъци на Марс, не е изобретило еликсира на младостта, автомобилите все още не могат да се издигнат над земята, но има няколко области, в които все пак сме успели. Създаването на мощни суперкомпютри е точно такава област. За да оцените мощността на компютъра, трябва да определите кой ключов параметър е отговорен за тази характеристика. Този параметър е flops - стойност, която показва колко операции може да извърши компютърът за една секунда. Именно на базата на тази стойност нашето списание Big Rating класира най-мощните компютри в света за 2017 г.

Суперкомпютърна мощност - 8.1 Pflop/sec

Този компютър съхранява данни, които отговарят за сигурността на военната структура на Съединените щати, а също така е отговорен за състоянието на готовност ядрена атака, ако е необходимо. Преди две години тази машина беше една от най-мощните и скъпи в света, но днес Trinity е заменена от по-нови устройства. Системата, на която работи този суперкомпютър, е Cray XC40, благодарение на която устройството може да „изпълни“ такъв брой операции в секунда.

Мира

Суперкомпютърна мощност – 8.6 Pflop/sec

Cray пусна още един суперкомпютър, Mira. Министерството на енергетиката на САЩ нареди производството на тази машина, за да координира работата си. Областта, в която работи Мира, е индустрията и развитието на изследователския потенциал. Този суперкомпютър може да изчисли 8,6 петафлопа в секунда.

Суперкомпютърна мощност – 10.5 Pflop/sec

Името на това устройство веднага описва мощността, японската дума "kei" (K) означава десет квадрилиона. Тази цифра почти точно описва производствения му капацитет – 10,5 петафлопа. Акцентът на този суперкомпютър е неговата охладителна система. Използва се водно охлаждане, което намалява разхода на енергийни резерви и намалява скоростта на сглобяване.

Суперкомпютърна мощност – 13.6 Pflop/sec

Fujitsu, компания от страната на изгряващото слънце, не спря работа, след като пусна суперкомпютъра K Computer, те веднага се заеха с работа нов проект. Този проект беше суперкомпютърът Oakforest-Pacs, който се класифицира като ново поколение машини (поколение Knights landing). Разработката му е възложена от Токийския университет и Университета Цукуба. Според първоначалния план паметта на устройството трябваше да бъде 900 TB, а производителността на Oakforest-Pacs да бъде 25 квадрилиона операции в секунда. Но поради липса на финансиране много аспекти не бяха финализирани, така че мощността на суперкомпютъра беше 13,6 петафлопа в секунда.

Кори

Суперкомпютърна мощност – 14 Pflop/sec

Миналата година Cori беше на шесто място в списъка на най-мощните суперкомпютри в света, но с лудата скорост на развитие на технологиите загуби една позиция. Този суперкомпютър се намира в САЩ, в Националната лаборатория на Лорънс Бъркли. Учени от Швейцария, с помощта на Кори, успяха да разработят 45-кубитова квантова изчислителна машина. Производственият капацитет на този суперкомпютър е 14 петафлопа в секунда.

Суперкомпютърна мощност – 17.2 Pflop/sec

Учени от цял ​​свят отдавна са единодушни, че Sequoia е най-бързият суперкомпютър на планетата. И това не е просто така, защото той е в състояние да извърши аритметични изчисления, които биха отнели на 6,7 милиарда души 320 години за една секунда. Размерът на машината е наистина невероятен - тя заема повече от 390 квадратни метра и включва 96 стелажа. Шестнадесет хиляди трилиона операции или с други думи 17,2 петафлопа е производственият капацитет на този суперкомпютър.

Титан

Суперкомпютърна мощност – 17.6 Pflop/sec

Освен че е един от най-бързите суперкомпютри на планетата, той е и много енергийно ефективен. Показателят за енергийна ефективност е 2142,77 мегафлопа на ват необходима за консумация енергия. Причината за тази ниска консумация на енергия е ускорителят на Nvidia, който осигурява до 90% от мощността, необходима за изчисления. В допълнение, ускорителят на Nvidia значително намали площта, заета от този суперкомпютър, сега той се нуждае само от 404 квадратни метра.

Суперкомпютърна мощност – 19.6 Pflop/sec

Първото изстрелване на това устройство се състоя през 2013 г. в Швейцария, в град Лугано. Сега геолокацията на този суперкомпютър е Швейцарският национален суперкомпютърен център. Piz Daint е комбинация от всичко най-добри характеристикинад машините, има много висока енергийна ефективност и е много бърз в изчисленията. Само една характеристика оставя много да се желае - размерите на този суперкомпютър, той заема 28 огромни стелажа. Piz Daint е способен на 19,6 петафлопа изчислителна мощност в секунда.

Суперкомпютърна мощност – 33.9 Pflop/sec

Това устройство има романтичното име Tianhe, което на китайски означава „Млечен път“. Tianhe-2 беше най-много бърз компютърв списъка на 500-те най-бързи и мощни суперкомпютри. Може да изчисли 2507 аритметични операции, което преведено в петафлопс ще бъде 33,9 Pflop/сек. Специализацията, в която се използва този компютър, е строителството, той изчислява операциите, свързани с изграждането и полагането на пътища. От първото си представяне през 2013 г. този компютър не е загубил позициите си в списъците, което доказва, че това е един от най-добрите колив света.

Суперкомпютърна мощност – 93 Pflop/sec

Sunway TaihuLight е най-бързият суперкомпютър в света, освен с огромната си изчислителна скорост, той е известен и с огромните си размери - заема площ от повече от 1000 квадратни метра. международна конференция 2016 г., който се проведе в Германия, призна този суперкомпютър за най-бързия в света и все още няма сериозен конкурент в това отношение. Неговата скорост е три пъти по-висока от Tianhe-2, най-близкият суперкомпютър в това отношение!

Технологичният прогрес не стои неподвижен, той се развива с космическа скорост, засяга много аспекти на човешкия живот и има много положителни и отрицателни страни. Най-напредналата в технологично отношение технология вече е достъпна за хората. различни видове: компютри, роботи и устройства. Но основната цел на всяко оборудване е да опрости живота на човек; технологиите не трябва да се превръщат в безсмислено забавление, което само ще ви губи времето.

Суперкомпютърът K Computer, който преди заемаше първо място, беше изместен на трето място. Производителността му е 11,28 Pflops (виж Фигура 1). Нека припомним, че FLOPS (Операции с плаваща запетая в секунда, FLOPS) е единица за измерване на производителността на компютъра, която показва колко операции с плаваща запетая в секунда може да изпълни дадена изчислителна система.

K Computer е съвместна разработка на Rikagaku Kenkiyo Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN) и Fujitsu. Той е създаден като част от инициативата за високопроизводителна компютърна инфраструктура, ръководена от японското министерство на образованието, културата, спорта, науката и технологиите (MEXT). Суперкомпютърът е инсталиран на територията на Института за напреднали компютърни науки в японския град Кобе.

Суперкомпютърът е базиран на архитектура с разпределена памет. Системата се състои от повече от 80 000 изчислителни възли и се помещава в 864 стелажа, всеки от които побира 96 изчислителни възли и 6 I/O възли. Възли, съдържащи един процесор и 16 GB всеки оперативна памет, са свързани помежду си в съответствие с топологията „шестмерен контур/торус“. Системата използва общо 88 128 осемядрени процесора SPARC64 VIIIfx (705 024 ядра), произведени от Fujitsu по 45 nm технология.

Този суперкомпютър с общо предназначениеосигурява високо нивопроизводителност и поддръжка за широк набор от приложения. Системата се използва за провеждане на изследвания в областта на изменението на климата, предотвратяването на бедствия и медицината.

Уникалната система за водно охлаждане намалява вероятността от повреда на оборудването и намалява общата консумация на енергия. Икономията на енергия се постига чрез използването на високоефективно оборудване, когенерационни системи и масиви за топлинна и електрическа енергия слънчеви панели. В допълнение, механизмът за повторно използване на отпадъчни води от охладителя намалява отрицателното въздействие върху околната среда.

Сградата, в която се намира K Computer, е устойчива на земетресения и може да издържи земетресения с магнитуд 6 или повече по японската скала (0-7). За по-ефективно разполагане на стелажи за оборудване и кабели, третият етаж с размери 50 × 60 m е напълно освободен от носещи колони. Съвременни технологииконструкцията позволява да се осигури приемливо ниво на натоварване (до 1 t/m2) за монтаж на стелажи, чието тегло може да достигне 1,5 тона.

СУПЕРКОМПЮТЪР SEQUOIA

Суперкомпютърът Sequoia, инсталиран в Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор. Лорънс, има производителност от 16,32 Pflops и се нарежда на второ място в класацията (виж Фигура 2).

Този петафлопов суперкомпютър, разработен от IBM на базата на Blue Gene/Q, е създаден за Националната администрация за ядрена сигурност на САЩ (NNSA) като част от програмата Advanced Simulation and Computing.

Системата се състои от 96 стелажа и 98 304 изчислителни възли (1024 възела на стелаж). Всеки възел включва 16-ядрен процесор PowerPC A2 и 16 GB DDR3 RAM. Общо се използват 1 572 864 процесорни ядра и 1,6 PB памет. Възлите са свързани помежду си в съответствие с топологията на "петизмерния тор". Площта, която заема системата е 280 m2. Общата консумация на енергия е 7,9 MW.

Суперкомпютърът Sequoia беше първият в света, който извърши научни изчисления, изискващи повече от 10 Pflops изчислителна мощност. Така системата за космологична симулация на HACC изисква около 14 Pflops, когато работи в режим на 3,6 трилиона частици, а при изпълнение на кода на проекта Cardiod за симулиране на електрофизиологията на човешкото сърце, производителността достига почти 12 Pflops.

СУПЕРКОМПЮТЪР ТИТАН

Суперкомпютърът Titan, инсталиран в Националната лаборатория Оук Ридж (ORNL) в САЩ, беше признат за най-бързия суперкомпютър в света. В бенчмарк тестовете на Linpack неговата производителност беше 17,59 Pflops.

Titan прилага хибридна CPU-GPU архитектура (вижте Фигура 3). Системата се състои от 18 688 възела, всеки оборудван с 16-ядрен процесор AMD Opteron и графичен ускорител Nvidia Tesla K20X. Използват се общо 560 640 процесора. Titan е актуализация на предишния суперкомпютър Jaguar на ORNL и заема същите сървърни шкафове (обща площ от 404 m2).

Възможността за използване на съществуващи системи за захранване и охлаждане спести приблизително 20 милиона долара по време на строителството. Консумацията на енергия на суперкомпютъра е 8,2 MW, което е с 1,2 MW повече от Jaguar, докато производителността му при операции с плаваща запетая е почти 10 пъти по-висока.

Titan ще се използва предимно за провеждане на изследвания в науката за материалите и ядрената енергия, както и изследвания, свързани с подобряване на ефективността на двигателите с вътрешно горене. Освен това ще се използва за моделиране на изменението на климата и за анализ на потенциални стратегии за справяне с отрицателните му въздействия.

„НАЙ-ЗЕЛЕНИЯТ“ СУПЕРКОМПЮТЪР

В допълнение към рейтинга Top500, насочен към идентифициране на най-високопроизводителната система, има рейтинг Green500, който признава „най-екологичните“ суперкомпютри. Тук за основа се взема показателят за енергийна ефективност (Mflops/W). В момента (последното издание на рейтинга е ноември 2012 г.) лидерът на Green500 е суперкомпютърът Beacon (253-то място в Top500). Показателят му за енергийна ефективност е 2499 Mflops/W.

Beacon работи на копроцесори Intel XeonПроцесори Phi 5110P и Intel Xeon E5-2670, така че пиковата производителност може да достигне 112 200 Gflops с обща консумация на енергия от 44,9 kW. Копроцесорите Xeon Phi 5110P осигуряват висока производителностпри ниска консумация на енергия. Всеки копроцесор доставя 1 терафлопс мощност (при двойна точност) и поддържа до 8 GB памет от клас GDDR5 с пропускателна способностпри 320 Gbit/s.

Системата за пасивно охлаждане на Xeon Phi 5110P е оценена на 225 W TDP, което е идеално за сървъри с висока плътност.

СУПЕРКОМПЮТЪР EURORA

Въпреки това през февруари 2013 г. се появиха съобщения, че суперкомпютърът Eurora, разположен в Болоня (Италия), надминава Beacon по енергийна ефективност (3150 Mflops/watt срещу 2499 Mflops/W).

Eurora е изградена от Eurotech и се състои от 64 възела, всеки от които включва два процесора Intel Xeon E5-2687W, два GPU ускорителя Nvidia Tesla K20 и друг хардуер. Размерите на такъв възел не надвишават размерите на лаптоп, но тяхната производителност е 30 пъти по-висока, а консумацията на енергия е 15 пъти по-ниска.

Високата енергийна ефективност в Eurora се постига чрез използването на няколко технологии. Водното охлаждане има най-голям принос. По този начин всеки суперкомпютърен възел е един вид сандвич: централно оборудване в долната част, воден топлообменник в средата и друг електронен модул в горната част (вижте Фигура 4).

Такива високи резултати се постигат благодарение на използването на материали с добра топлопроводимост, както и широка мрежа от охлаждащи канали. При инсталиране на нов изчислителен модул неговите канали се комбинират с каналите на охладителната система, което ви позволява да променяте конфигурацията на суперкомпютъра в зависимост от конкретните нужди. Според производителите рискът от течове е елиминиран.

Елементите на суперкомпютъра Eurora се захранват от 48-волтови източници постоянен ток, чието въвеждане направи възможно намаляването на броя на енергийните преобразувания. И накрая, топлата вода, отстранена от компютърното оборудване, може да се използва за други цели.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Суперкомпютърната индустрия се развива активно и поставя все нови и нови рекорди за производителност и енергийна ефективност. Трябва да се отбележи, че именно в тази индустрия, както никъде другаде, технологиите за течно охлаждане и 3D моделиране са широко използвани днес, тъй като специалистите са изправени пред задачата да сглобят супермощна изчислителна система, която да може да функционира в ограничен обем с минимални загуби на енергия.

Юрий Хомуцки- главен инженер проект в I-Teco. С него може да се свържете на: [имейл защитен]. Статията използва материали от интернет портала за центрове за данни „www.AboutDC.ru - Решения за центрове за данни“.

За пети пореден път китайският Tianhe-2 (Млечният път 2) стана най-бързият суперкомпютър в света с производителност от 33,86 петафлопа или квадрилиона операции с плаваща запетая в секунда. Това е присъдата на списъка TOP500 на най-мощните суперкомпютри, който се публикува два пъти годишно.

Въпреки очаквания резултат, в последното издание все още има интересна информация. Съединените щати все още имат повече системи в списъка от всяка друга страна, с 233 превозни средства (в сравнение с 231 преди шест месеца и 265 преди година). Второ и трето място заемат системи от САЩ, докато 141 машини от списъка се намират в Европа. Трябва да се отбележи, че три нови компютъра принадлежат на китайска компания Lenovo, въпреки че самият Китай е представен само от 37 суперкомпютри, в сравнение с 61 миналата година.
Средното представяне на TOP500 се е увеличило значително през последните 6 месеца. Общата мощност на всичките 500 суперкомпютъра е 363 петафлопа/сек, което е значително повече от 309 през ноември миналата година и 274 преди година. 98% от системите използват процесори с шест или повече ядра, докато поне 88,2% имат 8 ядра на процесор. Осемдесет и осем от петстотинте системи са използвали ускорители/копроцесори, включително Nvidia (52), ATI Radeon (4) и Intel Xeon Phi (33). Четирите системи използват комбинация от процесори Xeon и Nvidia.
Топ 10 се състои от машини, пуснати на пазара през 2011 и 2012 г., с изключение на нов участник от Саудитска Арабия под номер 7. Ето как изглежда списъкът с 10-те най-мощни суперкомпютри в света.

1. Tianhe-2: TH-IVB-FEP клъстер; Национален суперкомпютърен център в Гуанджоу, Китай; 3,12 милиона ядра (33,86 Pflops/s).
2. Титан: Система Cray XK7, Национална лаборатория Оук Ридж, САЩ. 560 640 ядра (17,59 Pflops/s).
3. Sequoia: IBM BlueGene/Q System, Ливърморска национална лаборатория 1,57 милиона ядра, (17,2 Pflops/s).
4. K Компютър: система SPARC64 със 705 024 ядра в RIKEN Institute of Advanced Computing Science към Института за физични и химически изследвания (RIKEN), Япония. (10,5 Pflops/s).
5. Mira: IBM BlueGene/Q; DOE/SC/Argonne National Laboratory, САЩ; 786 000 ядра на IBM. (8,59 Pflops/s).
6. Piz Daint: Cray XC30 със 116 000 ядра от Xeon и Nvidia; разположен в Швейцарския национален изчислителен център. (6,27 Pflops/s).
7. Shaheen II: Система Cray XC40. Университет за наука и технологии „Крал Абдула“ в Саудитска Арабия. (5,536 Pflops/s).
8. Stampede: Система Dell PowerEdge C8220 с 462 462 ядра Xeon Phi в Тексаския университет (5,17 Pflops/s).
9. JUQUEEN: BlueGene/Q, 458 752 IBM ядра. Изследователски център Юлих, Германия. (5 Pflops/s).
10. Vulcan: BlueGene/Q, 393 216 ядра IBM, Министерство на енергетиката на САЩ.

Трябва да се помни, че ситуацията може да се промени драматично, ако някой създаде истински квантов компютър. IBM постави рекорда, като изгради 50-кубитов компютър (с текущ максимум 4), който може да бъде по-мощен от всяка система в този списък.
Междувременно Министерството на енергетиката на САЩ поръча две системи IBM/Nvidia в сделка за $425 млн. Доставката на машините е планирана за 2017 и 2018 г., а пиковата мощност може да достигне 150 петафлопа.

Терминът "суперкомпютър" има две интерпретации - сериозна официална и комична. Първото тълкуване е предложено от Джордж Майкъл и Сидни Фърнбах, които са работили в Националната лаборатория в Ливърмор и CDC през 60-те години: изчислителна система, която е многократно по-бърза от типичните компютри на своето време. Втората интерпретация на „суперкомпютър“ (комикс) е всеки компютър, създаден от Сиймор Крей, пионер на суперкомпютри, който създава компанията Cray Inc, която все още е лидер в тази индустрия.

Терминът "суперкомпютър" има две интерпретации - сериозна официална и комична. Първото тълкуване е предложено от Джордж Майкъл и Сидни Фърнбах, които са работили в Националната лаборатория в Ливърмор и CDC през 60-те години: изчислителна система, която е многократно по-бърза от типичните компютри на своето време. Втората интерпретация на „суперкомпютър“ (комикс) е всеки компютър, създаден от Сиймор Крей, пионер на суперкомпютри, който създава компанията Cray Inc., която все още е лидер в тази индустрия.

Процес на инсталиране на суперкомпютър Cray-1 (1978)

Какъв „суперкомпютър“ трябва да изградим?

Съвременните суперкомпютри, за разлика от „изчислителните чудовища“ от 70-те и 80-те години на миналия век, не са единични компютри, а стотици или дори хиляди, комбинирани в локална мрежамонтажни шкафове с rack сървъри. Всеки възел включва един или повече централни процесори, по избор копроцесори ( графични ускорители, или по-скоро изчислителни ускорители), RAM модули, системи за захранване и течно охлаждане и, разбира се, Ethernet адаптер за свързване към обща суперкомпютърна мрежа.

За да работи един суперкомпютър ефективно, той изисква операционна система(обикновено специално адаптирани Linux версия) и се прилага софтуер, способен да паралелизира глобална задача в стотици хиляди или дори милиони прости задачи(процеси). До петдесет души участват в обслужването на най-големите суперкомпютри в света: учени, програмисти, инженери.

Рейтинги TOP500 и Green500

Списъкът TOP500 на най-мощните суперкомпютри на планетата се актуализира два пъти годишно (през юни и ноември) и се публикува на уебсайта www.top500.org. Най-новото издание на TOP500 (юни 2014) стана 43-то в историята. Производителността на суперкомпютрите се измерва с помощта на бенчмарка Linpack, който тества субекта чрез решаване на плътни системи от линейни алгебрични уравнения. Паралелно с TOP500 се провежда рейтинг на най-енергийно ефективните изчислителни системи в света - Green500.

1. Tianhe-2 (Китай)

Поне до ноември 2014 г. китайското "компютърно чудовище" Tianhe-2, чието име се превежда като "Млечен път", ще остане непобедимо. Производителността на суперкомпютъра Inspur, инсталиран в PLA Defense Science and Technology University в Чанша, е 33,86 PFLOPS, а консумацията на енергия е 17,81 MW. Беше възможно да се постигне такава висока производителност благодарение на наличието на 3,12 милиона изчислителни ядра, но не всички от тях са процесорни ядра.

Архитектурата на Tianhe-2 е хибридна, т.е. включва както 12-ядрени централни Процесори на Intel Xeon E5-2692 и 57-ядрени копроцесори Intel Xeon Phi 31S1P. Този суперкомпютър има общо 1 PB RAM. Кой и най-важното кога ще може да вземе палмата от Tianhe-2 все още не е известно, тъй като има двойно предимство пред второто място в класацията.

2. Титан (САЩ)

Американският суперкомпютър Titan с производителност 17,59 PFLOPS и консумация на енергия 8,21 MW далеч не е единственото творение на Cray Inc., инсталирано в Националната лаборатория Oak Ridge (те си сътрудничат отдавна). Използван в Titan куп 16-ядрен централен AMD процесори Opteron 6274 (общ брой ядра 0,56 милиона) и изчислителни ускорители NVIDIA Tesla K20X, всеки с 2688 CUDA ядра. Размерът на RAM е 0,7 PB. Преди изстрелването на Tianhe-2 през юни 2013 г. Titan беше най-мощната изчислителна система на планетата.

3. Sequoia (САЩ)

Бронзовият медалист от последния рейтинг TOP500 със 17,17 PFLOPS и 7,89 MW е друг „американец“ - суперкомпютърът Sequoia. Той е създаден от IBM на базата на собствени 16-ядрени процесори Power BQC, поръчани от Националната лаборатория в Ливърмор. За разлика от гореспоменатите Tianhe-2 и Titan, Sequoia няма никакви копроцесори, така че всичките му 1,57 милиона ядра са процесорни ядра. По обем на RAM паметта този суперкомпютър е абсолютен рекордьор – 1,57 PB. От юни до ноември 2012 г. Sequoia беше номер едно в света.

4. K компютър (Япония)

Друг бивш шампион е японският компютър K (10,51 PFLOPS; 0,7 милиона ядра; 1,4 PB RAM), който оглавяваше класацията TOP500 през 2011 г. Fujitsu беше отговорен за изграждането на суперкомпютър за Института за физикохимични изследвания в Кобе, който избра не обичайните процесори Intel и AMD x86_64 или дори IBM Power, а собствения си 8-ядрен SPARC64 VIIIfx. Единствения основен производителАрхитектурните чипове SPARC, в допълнение към Fujitsu, са Компания Oracle, която погълна сървърния бизнес на Sun Microsystems. Консумирайки 12,66 MW електроенергия, K компютърът е най-енергийно ефективният в първите десет (по-малко от 1 PFLOPS на 1 MW).

5. Мира (САЩ)

По поръчка на Националната лаборатория в Аргон, IBM изгради суперкомпютъра Mira, чиято архитектура напомня на споменатата по-горе Sequoia. Производителността му е 8.59 PFLOPS (786 хиляди процесорни ядра), а консумацията на енергия е 3.94 MW.

6. Piz Daint (Швейцария)

Най-мощната изчислителна система в Европа, Piz Daint (какво име!) беше пусната от Cray Inc. през втората половина на 2013 г. в Швейцарския национален суперкомпютърен център. В допълнение към Piz Daint, чието представяне се оценява на 6,27 PFLOPS, тази научна институция е домакин на още трима участници от TOP500. Суперкомпютрите обаче често „гнездят на ята“ (други примери са Националните лаборатории Оук Ридж и Ливърмор, САЩ). Архитектурата Piz Daint включва процесори Intel и графични карти NVIDIA.

7. Stampede (САЩ)

Dell, за разлика от IBM и Cray Inc., е добре познат на обикновения човек със своите настолни компютри и лаптопи. Но в същото време те се занимават с производство на сървъри и дори изграждане на суперкомпютри. Седмо място в класацията TOP500 е изчислителната система Stampede от Dell. Производителността на суперкомпютъра, инсталиран в Texas Advanced Computing Center, е 5,17 PFLOPS. Структурната диаграма е подобна на Tianhe-2 ( централни процесории копроцесори от Intel).

8-9. JUQUEEN (Германия) и Vulcan (САЩ)

Суперкомпютрите JUQUEEN (5.01 PFLOPS) и Vulcan (4.29 PFLOPS) са най-новите творения на IBM. Те се намират съответно в Изследователския център Юлих (Германия) и Ливърморската национална лаборатория (САЩ).

10. Unnamed Cray XC30 (САЩ)

Единственият новодошъл в актуализираната класация TOP500 (юни 2014 г.) беше все още неназован суперкомпютър с производителност 3,14 PFLOPS, създаден по поръчка на правителството на САЩ. Той е изграден на базата на суперкомпютърната платформа Cray XC30, която се използва в гореспоменатия Piz Daint.

Долен ред

Суперкомпютрите са способни не само да анализират големи обеми статистически данни, но и да симулират различни ситуации и явления. Ето защо те са незаменими за икономически изчисления, физични, химични и биологични експерименти, прогнозиране на времето и природни бедствия.

Освен това суперкомпютрите са източник на национална гордост. Така в САЩ има 232 суперкомпютри от TOP500 (преди година бяха 252), в Китай - 76 (предишното число беше 66), във Великобритания и Япония - по 30. Най-мощният украински суперкомпютър, инсталиран в Националният технически университет "Киевски политехнически институт", за съжаление, не е модернизиран от дълго време, така че не е включен в TOP500.