Если кто-то скажет «суперкомпьютер», ваш разум может переключиться на Deep Blue, и вы будете не одиноки. Волшебник кремниевых шахмат IBM победил гроссмейстера Гэри Каспарова в 1997 году, закрепив за собой статус одного из самых известных компьютеров всех времен (помогли и некоторые разногласия вокруг победы). В течение многих лет Deep Blue был публичным лицом суперкомпьютеров, но вряд ли это единственный всемогущий искусственный мыслитель на планете. Фактически, IBM разобрала Deep Blue вскоре после исторической победы! Совсем недавно IBM вошла в историю суперкомпьютеров с помощью Watson, победившего Jeopardy! чемпионы Кен Дженнингс и Брэд Раттер в особом матче.
Какими бы блестящими они ни были, ни Deep Blue, ни Watson не смогли бы сравниться по вычислительной мощности с системами из списка TOP500 за ноябрь 2013 года. TOP500 называет себя списком «500 самых мощных известных нам коммерчески доступных компьютерных систем». Суперкомпьютеры в этом списке являются возвратом к ранним компьютерам 1950-х годов, которые занимали целые комнаты, за исключением того, что современные компьютеры используют стойки за стойками передового оборудования для производства петафлопс вычислительной мощности.
Ваш домашний компьютер, вероятно, работает на четырех ядрах процессора. В большинстве современных суперкомпьютеров используются сотни тысяч ядер, а в топовой модели их более 3 миллионов.
TOP500 в настоящее время полагается на тест Linpack, который передает компьютеру ряд линейных уравнений для измерения его производительности обработки, хотя альтернативный метод тестирования находится в разработке. В ноябрьском списке 2013 г. китайская Тяньхэ-2 занимает первое место в мире. Каждые шесть месяцев TOP500 публикует список, и несколько новых компьютеров попадают в ряды самых быстрых в мире. Вот чемпионы на начало 2014 года. Читайте дальше, чтобы узнать, как они задействуют свой электронный характер.
10: SuperMUC (Германия)
SuperMUC работает со скоростью 2,9 петафлопс благодаря примерно 150 000 вычислительных ядер. Несмотря на эту невероятную вычислительную мощность, он переместился с 4-го места в списке за июнь 2012 года на 10-е. Это одна из нескольких систем IBM, попавших в список, но SuperMUC уникален по нескольким параметрам. Расположенный в немецком суперкомпьютерном центре имени Лейбница, SuperMUC использует новую систему водяного охлаждения, чтобы мозг компьютера не поджаривался, пока он выполняет миллиарды и миллиарды операций.
Эффективность - это то, что действительно отличает SuperMUC: IBM заявляет, что он на 40 процентов более энергоэффективен, чем система с воздушным охлаждением. Они утверждают, что вода отводит тепло в 4000 раз эффективнее, чем воздух. Благодаря новейшему оборудованию SuperMUC является вторым по производительности суперкомпьютером в Германии. Фактически, это третий по скорости суперкомпьютер в Европе и почти в два раза быстрее, чем суперкомпьютер прошлого года.10.
9: Вулкан (США)
Vulcan - первый из четырех компьютеров в десятке лучших, работающих на мощной платформе IBM BlueGene/Q с 16-ядерными процессорами Power BQC с частотой 1,6 ГГц. Превзойдя предыдущую запись более чем на петафлопс, эта мощная машина работает со скоростью 4,3 петафлопса с почти 400 000 ядер.
Этот суперкомпьютер входит в десятку лучших, работающих в Национальном управлении ядерной безопасности (NNSA) Министерства энергетики США в Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) в Калифорнии. В середине 2013 года лаборатория предоставила американским предприятиям компьютерное время на Вулкане для совместной работы над проектами, которые повысят научно-технический прогресс, повысят конкурентоспособность США и увеличат рабочую силу высокопроизводительных вычислений (HPC) в обмен на долю. эксплуатационных расходов. Vulcan также предназначен для сотрудничества с академическими и исследовательскими учреждениями в таких областях, как энергетика, безопасность, атмосферные науки и биологические науки.
8: JuQUEEN (Германия)
JuQUEEN также работает на платформе IBM BlueGene/Q с максимальной производительностью 5 петафлопс на примерно 459 000 ядер. Несмотря на то, что многие компьютеры из списка существуют в течение последних нескольких лет, JuQUEEN был построен в 2012 году в качестве замены другой системы, JUGENE, которая была девятой по скорости системой в рейтинге TOP500 за ноябрь 2010 года.
Исследователи из Jülich-Aachen Research Alliance могут подавать предложения по проектам, чтобы обосновать использование некоторых ядер JuQUEEN, и, если они будут одобрены, они смогут немного поработать с одним из самых мощных суперкомпьютеров в мире. Время на этом и двух других мощных немецких суперкомпьютерах, SuperMUC и HERMIT (39-е место в списке TOP500), можно запросить через Центр суперкомпьютеров Гаусса (GCS) и Партнерство по передовым вычислениям в Европе (PRACE).
7: Паническое бегство (США)
Stampede пробился на 7-е место в ноябре 2012 года, поднялся на 6-е место в июне 2013 года, а затем вернулся на прежнее место в последнем списке. Финансирование системы поступило от Национального научного фонда (NSF), и Stampede находится в Техасском центре передовых вычислений (TACC) Техасского университета в Остине. Эта система Dell PowerEdge работает на базе 8-ядерных процессоров Intel Xeon E5 с тактовой частотой 2,7 ГГц в сочетании с сопроцессорами Intel Xeon Phi. Примерно 462 000 ядер позволяют достичь производительности почти 5,2 петафлопс.
С января 2013 года Stampede открыт для использования учеными и другими исследователями во всех областях в рамках программы NSF Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE), виртуальной системы для открытого обмена вычислительной мощностью 16 суперкомпьютеры и связанные с ними ресурсы. Девяносто процентов системы предназначено для XSEDE, а остальное находится на усмотрении директора TACC. Квалифицированные исследователи из любого учреждения США могут подавать предложения через веб-сайт XSEDE.
6: Piz Daint (Швейцария)
Несмотря на то, что Piz Daint работает с апреля 2013 года, эта система Cray позже претерпела серьезные обновления, в результате которых она поднялась на шестую позицию и свергла JuQUEEN с поста самого мощного суперкомпьютера в Европе.
Piz Daint использует процессоры Intel Xeon E5 вместе с графическими процессорами (GPU) NVIDIA для повышения производительности, что позволяет достигать 6,3 петафлопс с его 116 000 вычислительных ядер. Он находится в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре (CSCS) и будет использоваться для моделирования погодных и климатических условий и выполнения научных вычислений в различных других областях.
Piz Daint также является одним из самых энергоэффективных суперкомпьютеров в списке с уровнем эффективности 3185.9 мегафлопс на ватт (MFLOPS/Вт). Это единственный суперкомпьютер, вошедший в десятку лучших в списках TOP500 и GREEN500. GREEN500 берет все суперкомпьютеры из списка TOP500 и ранжирует их по энергоэффективности. Гибридная архитектура Piz Daint, в которой используются как традиционные процессоры (центральные процессоры), так и более энергоэффективные графические процессоры, помогает поддерживать низкое энергопотребление.
5: Мира (США)
Мира IBM, которая полностью заработала в 2013 году, достигла максимальной производительности 8,6 петафлопс. Это более чем на 2 петафлопса больше, чем у Piz Daint, и почти на 3,5 петафлопса больше, чем у Stampede.
Mira работает на 786 000 процессорных ядрах. Он расположен в Аргоннской национальной лаборатории, исследовательской лаборатории Министерства энергетики США. Он использует платформу IBM BlueGene/Q и заменяет более старую систему IBM Intrepid, которая занимала четвертое место в списке в 2008 году.
Исследователи, подающие предложения по программе «Инновационное и новое вычислительное влияние на теорию и эксперимент» (INCITE) через U. Управление науки Министерства энергетики С. может потребовать процессорное время на Мире. Шестьдесят процентов мощности компьютера используются для их исследований, а 30 процентов - для программы Advanced Science Computing Research Leadership Computing Challenge. Последние 10 процентов зарезервированы для срочных, срочных вычислений.
4: Компьютер K (Япония)
Компьютер Fujitsu K, единственный суперкомпьютер в Японии, вошедший в десятку лучших, был самым быстрым суперкомпьютером в мире в обоих списках 2011 года, но с тех пор опустился на 4-е место. -цифровой барьер и делает заметный скачок в скорости над Mira от IBM с производительностью 10,5 петафлопс.
Компьютер K находится в Японском институте передовых вычислительных наук RIKEN, где он выполняет научные операции, включая предотвращение глобальных катастроф, метеорологию и медицинские исследования. В отличие от многих других суперкомпьютеров в списке, он не работает на архитектуре IBM. В компьютере K используются собственные восьмиядерные процессоры Fujitsu SPARC64 VIIIfx. Его 705 000 вычислительных ядер помогают выполнять операции с невероятной скоростью.
Но верьте или нет, последние три самых быстрых суперкомпьютера на порядок мощнее, чем компьютер K.
3: Sequoia (США)
Sequoia был первым суперкомпьютером в списке TOP500 за июнь 2012 г., но в ноябре 2012 г. опустился на 2-е место, а теперь находится на 3-м. выдает невероятные 17,2 петафлопс производительности. Интересно, насколько это невероятно?
Что ж, если мы оглянемся менее чем на десятилетие назад, в 2008 год, IBM Roadrunner вошел в историю (и занял первое место), взломав 1 петафлопс, то есть выполняя 1000 триллионов операций в секунду. IBM заявила, что Roadrunner по производительности эквивалентен 100 000 ноутбуков 2008 года выпуска. А Sequoia в 17 раз быстрее! Sequoia - один из четырех компьютеров в ноябрьском списке 2013 года, работающих на 16-ядерном чипе BlueGene/Q IBM с тактовой частотой 1,6 ГГц. По сегодняшним меркам это не особенно высокая тактовая частота, но с 96 стойками чипов производительность действительно возрастает.
Что делает Sequoia со всей этой скоростью? Sequoia на 63% быстрее, чем четвертый самый быстрый компьютер в списке, и, конечно же, IBM заставляет Sequoia работать. Как и Vulcan, он работает в Национальном управлении ядерной безопасности Министерства энергетики США в Ливерморской национальной лаборатории. Компьютер выполняет важную (и засекреченную) работу: одной из его обязанностей является имитация ядерных взрывов.
2: Титан (США)
Одна из двух систем Cray в списке, Titan оправдывает свое название, используя 16-ядерный процессор Opteron 6274 2. Процессоры с тактовой частотой 2 ГГц вместе с графическими процессорами NVIDIA обеспечивают потрясающую производительность в 17,6 петафлопс на примерно 561 000 ядер. Он расположен в Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL), находящейся в ведении Ок-Риджского лидерского вычислительного центра (OLCF). Titan занял первое место в рейтинге Top500 через месяц после запуска в конце 2012 года, но опустился на второе место в рейтинге в июне 2013 года, где и остается.
Titan технически представляет собой серьезное обновление предыдущего суперкомпьютера ORNL, Jaguar. Благодаря своей новой гибридной архитектуре, Titan помещается в те же шкафы, что и Jaguar, развивая скорость, в девять раз превышающую скорость Jaguar, и потребляя всего около 60% энергии..
Titan - один из двух суперкомпьютеров в топ-10, оснащенных графическими процессорами NVIDIA для повышения производительности при сохранении более низкого энергопотребления по сравнению с такой же мощной системой с одним процессором. Однако использование графических процессоров для запуска приложений со скоростью, на которую способна система, требует нового подхода к программированию программного обеспечения. Чтобы решить эту проблему, OLCF объединился с Cray и NVIDIA для создания Центра ускоренной готовности приложений (CAAR), который усердно работает над поиском лучших практик для разработки кода.
Как и в случае с Mira, исследователи могут подавать предложения через программу INCITE Министерства энергетики США, чтобы заработать время на этой рабочей лошадке.
1: Тяньхэ-2 (Китай)
Тяньхэ-2 (что означает Млечный Путь-2) появился на сцене в 2012 году, более чем на два года раньше запланированного срока, и занял первое место. Он обрабатывает поразительные 33,9 петафлопс, что почти вдвое превышает производительность Titan или Sequoia и более чем в 10 раз превышает производительность Tianhe-1A, которая занимала 10-е место в июне 2013 года.
Система работает на сочетании процессоров Intel Xeon E5, специализированных процессоров и сопроцессоров Intel Xeon Phi: всего около 3 120 000 ядер.
Разработанная Национальным университетом оборонных технологий Китая (NUDT) и расположенная в Национальном суперкомпьютерном центре в Гуанчжоу, система будет использоваться для обучения и исследований. В настоящее время это единственный китайский производитель в топ-10, но Tianhe-2 дает им право хвастаться вычислительной мощностью одной машины.
Tianhe-2 работает на пользовательской версии операционной системы Ubuntu Linux под названием Kylin, которая была разработана в рамках партнерства между NUDT, Китайским центром продвижения программного обеспечения и интегральных схем (CSIP) и Canonical (создатели Ubuntu). На самом деле все топ-10 суперкомпьютеров и большинство из топ-500 работают под управлением какой-то разновидности Linux.
Kylin предназначен не только для суперкомпьютеров. Это свободно доступная операционная система с открытым исходным кодом, разработанная специально для китайских пользователей, и ее можно загрузить с сайта Ubuntu для использования на персональных компьютерах.
Примечание автора: 10 лучших суперкомпьютеров
Список суперкомпьютеров 2012 был просто потрясающим. Эти компьютеры всегда были превосходны по сравнению с ПК, которые есть у нас дома, но, глядя на списки за последние несколько лет, понимаешь, насколько технологии улучшились за такое короткое время. Еще в 2008 году суперкомпьютер с производительностью в 1 петафлопс был большим событием. Сегодня самый быстрый суперкомпьютер IBM может работать со скоростью 16 петафлопс! Я даже не представляю, на что эти штуки будут способны через пять лет. -ВФ
Я обновил эту статью, указав лучшие суперкомпьютеры 2013 года, и какое значение имеет год! С ноября 2012 г. по ноябрь 2013 г. вычислительная мощность компьютеров, занимающих первое и десятое места, почти удвоилась. Будем надеяться, что постоянно растущие вычислительные возможности приведут к более быстрым научным прорывам, таким как создание полезных домашних роботов и выращивание органов, которые необходимо заменить, и тому подобное. Разработчики суперкомпьютеров уже присматриваются к будущему эксабайтной обработки, и при таких темпах до этого может пройти всего несколько лет. - БЖ