Десять самых мощных суперкомпьютеров в мире на сегодняшний день.

Суперкомпьютеры — это специализированные машины, способные выполнять вычисления гораздо быстрее, чем стандартные компьютеры. Они обеспечивают высокий уровень производительности, позволяющий правительствам и организациям решать задачи, которые были бы невыполнимы с помощью обычных компьютеров.

Иллюстративное изображение.

Они используются в самых разных областях, включая научные исследования, прогнозирование погоды, финансовый анализ, моделирование в физике, а также разведку нефти и газа. Суперкомпьютеры также помогают ученым открывать более долговечные строительные материалы и изучать белки человека и клеточные системы на чрезвычайно детальном уровне.

В этой статье мы рассмотрим 10 самых мощных суперкомпьютеров в мире на сегодняшний день.

1. Суперкомпьютер Фугаку (Япония)

В настоящее время Fugaku — самый мощный в мире суперкомпьютер, расположенный в Центре вычислительных наук RIKEN в Кобе, Япония. Разработанный японской компанией Fujitsu, занимающейся исследованиями и разработками в области полупроводников, вычислительной техники и связи, этот суперкомпьютер может похвастаться теоретической пиковой производительностью до 537 петафлопс, или 537 квадриллионов операций в секунду (петафлопс — единица вычислительной мощности, эквивалентная 1 квадриллиону операций в секунду).

Фугаку также является первым суперкомпьютером, работающим на процессорах ARM — новой микропроцессорной технологии, использующей более простые и менее энергоемкие методы обработки данных. Согласно результатам теста производительности HPCG, производительность Фугаку превосходит суммарную производительность четырех следующих ведущих суперкомпьютеров мира.

Это крупное достижение для японского правительства, но разработка такой надежной системы обходится недешево. С 2014 года правительство потратило около 1 миллиарда долларов на исследования и разработки (НИОКР) и создание приложений для этого проекта.

Fugaku работает параллельно на двух операционных системах: Linux и многоядерной операционной системе IHK/McKernel. Linux обрабатывает сервисы, совместимые с портативным интерфейсом операционной системы (POSIX), а McKernel запускает высокопроизводительные эмуляции.

Он предназначен для решения приоритетных научных и социальных проблем, таких как прогнозирование погоды, разработка экологически чистой энергии, разработка лекарств, прецизионная медицина и изучение законов квантовой механики.

2. Суперкомпьютер Summit (США)

В настоящее время Summit — второй по мощности суперкомпьютер в мире, расположенный в Национальной лаборатории Ок-Ридж в штате Теннесси, США. Этот суперкомпьютер был разработан в результате сотрудничества между многонациональной корпорацией IBM и NVIDIA, многонациональной корпорацией, специализирующейся на разработке графических процессоров и чипсетов для рабочих станций, персональных компьютеров и мобильных устройств. Он обладает вычислительной мощностью в 200 петафлопс.

Во время недавней пандемии COVID-19 Министерство энергетики США использовало суперкомпьютер Summit для расширения технологических возможностей в поиске методов лечения COVID-19. Мощность этого суперкомпьютера может помочь ускорить процесс подавления или борьбы с вирусом.

Суперкомпьютер Summit оснащен «искусственным интеллектом», способным анализировать бесчисленные смоделированные сценарии, чтобы определить, какие комбинации лекарств могут предотвратить атаку нового коронавируса (SARS-CoV-2) на клетки.

Этот суперкомпьютер используется для исследований в различных областях, включая физику, энергетику и здравоохранение. Summit также поддерживал исследования болезни Альцгеймера, анализировал гены, потенциально связанные с опиоидной зависимостью, и прогнозировал опасные погодные явления на основе климатических симуляций.

3. Суперкомпьютер Sierra (США)

Sierra — третий по мощности суперкомпьютер в мире. Он расположен в Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора в Калифорнии, США. Разработанный компаниями IBM и NVIDIA, он обладает вычислительной мощностью в 125 петафлопс. Он используется для исследований в различных областях, включая ядерное оружие и изменение климата.

Суперкомпьютер Sierra обеспечивает в шесть раз более высокую производительность в режиме непрерывной работы и в семь раз большую производительность при выполнении рабочих нагрузок по сравнению со своим предшественником, суперкомпьютером Sequoia. Он сочетает в себе два типа процессоров: процессор IBM Power 9 и графический процессор NVIDIA Volta.

Система Sierra специально разработана для оценки характеристик систем ядерного оружия, для прогнозирования в управлении ядерными запасами, а также для программ испытаний на надежность и технического обслуживания ядерного оружия США без проведения каких-либо ядерных испытаний.

4. Суперкомпьютер Sunway TaihuLight (Китай)

Суперкомпьютер Sunway TaihuLight в настоящее время является четвёртым по мощности суперкомпьютером в мире. Он расположен в Национальном суперкомпьютерном центре в городе Уси, Китай. Разработанный Китайским национальным исследовательским центром компьютерных технологий и инженерии, этот суперкомпьютер обладает вычислительной мощностью в 93 петафлопса. Он используется для исследований в различных областях, включая моделирование климата и науки о системе Земли.

Вычислительная мощность Sunway TaihuLight обеспечивается собственным многоядерным центральным процессором SW26010 (ЦП), который включает в себя как вычислительные, так и управляющие компоненты.

Один процессор SW26010 обеспечивает пиковую производительность, превышающую 3 терафлопса, благодаря своим 260 вычислительным элементам (интегрированным в один процессор). Каждый вычислительный элемент имеет кэш-память, управляемую пользователем, что значительно снижает проблемы с нехваткой памяти в большинстве приложений.

Помимо поддержки биологических и фармацевтических исследований, TaihuLight использовался для моделирования Вселенной. Однако Китай стремится к еще большим достижениям, заявив о своей цели стать лидером в области искусственного интеллекта (ИИ) к 2030 году.

5. Суперкомпьютер Тяньхэ-2А (Китай)

Суперкомпьютер Tianhe-2A — пятый по мощности в мире. Он расположен в Национальном суперкомпьютерном центре в Гуанчжоу, Китай. Разработанный Китайским национальным университетом оборонных технологий, этот суперкомпьютер обладает вычислительной мощностью в 61 петафлопс.

Китай потратил 2,4 миллиарда юаней (приблизительно 390 миллионов долларов) на создание этого суперкомпьютера. В настоящее время он в основном используется в приложениях для моделирования, анализа вопросов, связанных с государственной безопасностью, а также в исследованиях в области материаловедения и инженерии.

6. Суперкомпьютер Frontera (США)

В настоящее время Frontera — шестой по мощности суперкомпьютер в мире. Он расположен в Техасском центре передовых вычислений (Texas Advanced Computing Center) в штате Техас, США. Этот суперкомпьютер был разработан американской корпорацией Dell и обладает вычислительной мощностью 23,5 петафлопс.

Frontera открывает новые возможности в области инженерии и исследований, предоставляя обширные вычислительные ресурсы, которые позволяют ученым легко решать широкий спектр сложных задач в самых разных областях.

Frontera располагает двумя вычислительными системами: первая ориентирована на производительность с двойной точностью, а вторая — на потоковые вычисления с одинарной точностью и памятью. Она также включает в себя интерфейсы облачных вычислений и множество узлов приложений для размещения виртуальных серверов.

Суперкомпьютеры Frontera используются для исследований в самых разных областях, включая физику элементарных частиц и науки о Земле.

7.СуперкомпьютерПиз Даинт (Швейцария)

Суперкомпьютер Piz Daint — седьмой по мощности суперкомпьютер в мире. Он расположен в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре. Этот суперкомпьютер был разработан компанией Cray, производителем суперкомпьютеров из Сиэтла, и обладает вычислительной мощностью 21,2 петафлопс.

Суперкомпьютер Piz Daint, названный в честь горы Пиц-Дайнт в швейцарских Альпах, работает на процессорах Intel Xeon E5-26xx и NVIDIA Tesla P100.

Этот суперкомпьютер используется для исследований в различных областях, включая материаловедение и гидродинамику. Кроме того, он может обрабатывать и анализировать данные из некоторых из самых ресурсоемких проектов в мире, таких как данные, собранные в ходе экспериментов на крупнейшем в мире ускорителе частиц, расположенном в Швейцарии.

8. Суперкомпьютер «Тринити» (США)

Суперкомпьютер Trinity в настоящее время является восьмым по мощности суперкомпьютером в мире. Он расположен в Национальной лаборатории Лос-Аламоса в штате Нью-Мексико, США. Этот суперкомпьютер также был разработан компанией Cray, производителем суперкомпьютеров, и обладает вычислительной мощностью 20,2 петафлопс.

Суперкомпьютер «Тринити» был создан для обеспечения исключительной вычислительной мощности Национального управления ядерной безопасности США. Его цель — повысить геометрическую и физическую точность кода моделирования ядерного оружия, одновременно обеспечивая безопасность, надежность и эффективность ядерных запасов. Этот суперкомпьютер также используется для исследований в других областях, таких как моделирование энергетики и климата.

9. Суперкомпьютер, объединяющий ИИ и облачную инфраструктуру (Япония)

Искусственный интеллект как мост между облачной инфраструктуройЭто девятый по мощности суперкомпьютер в мире. Он расположен в Национальном институте передовых промышленных наук и технологий в Токио, Япония. Этот суперкомпьютер был разработан компанией Fujitsu, занимающейся исследованиями и разработками в области полупроводников, вычислительной техники и связи, и обладает вычислительной мощностью 19,9 петафлопс.

Искусственный интеллект как мост между облачной инфраструктурой и суперкомпьютеромОн используется для исследований во многих различных областях, включая искусственный интеллект и машинное обучение.

10. Суперкомпьютер SuperMUC-NG

SuperMUC-NG — десятый по мощности суперкомпьютер в мире. Он расположен в Лейбницком суперкомпьютерном центре в Германии. Этот суперкомпьютер был разработан многонациональной корпорацией Lenovo и обладает вычислительной мощностью 19,5 петафлопс.

Суперкомпьютер SuperMUC-NG используется европейскими учеными в самых разных областях, включая геномный анализ, гидродинамику, анализ фундаментальных космических сил, биологические науки, медицину и астрофизику.

Согласно отчету британской исследовательской компании Technavio, мировой рынок суперкомпьютеров вырастет до 12,5 миллиардов долларов в период с 2021 по 2025 год, достигнув среднегодового темпа роста (CAGR) в 20% в течение прогнозируемого периода.

Основной причиной этого роста является растущее использование передовых технологий, таких как искусственный интеллект, машинное обучение и облачные технологии. Потребность в высокосложных моделях для решения запутанных задач физики, химии и экологии может еще больше ускорить этот рост.

В целом, с учетом все более сложных задач в ближайшем будущем, спрос на суперкомпьютеры будет расти. Ожидается, что государственные организации станут основными конечными пользователями.