Superkomputery to najpotężniejsze maszyny liczące na Ziemi. Co jakiś czas pojawia się nowy gracz, który zostawia w tyle istniejącą stawkę. Jaki superkomputer jest obecnie numerem jeden?
Superkomputer jest definiowany jako każda maszyna, która „osiąga lub zbliża się do najwyższej obecnie wydajności operacyjnej”. Placówki z całego świata toczą prawdziwą wojnę o bycie najlepszym. Szczytowa wydajność w dziedzinie superkomputerów stale się zmienia. Ale to właśnie konkurencja sprawia, że superkomputery są tak ekscytujące.
Jak mierzymy moc superkomputera?
Główną miarą wydajności obliczeniowej superkomputerów jest liczba wykonywanych w ciągu sekundy operacji na liczbach zmiennoprzecinkowych w precyzji 64-bitowej (FLOPS). Podaje się ją często z odpowiednim przedrostkiem SI. Przykładowo teraflops (TFLOPS) to 1012 FLOPS, a petaflops (PFLOPS) to 1015 FLOPS. Mierzy się ją za pomocą odpowiednich testów wzorcowych. Najpopularniejszym jest LINPACK, mierzący szybkość rozwiązywania gęstych układów równań liniowych za pomocą metody Gaussa. Superkomputery uzyskujące najwyższe wyniki w tym teście są od 1993 roku publikowane na liście TOP500, aktualizowanej dwa razy w roku.
Inną miarą jest sprawność energetyczna superkomputera wyrażana w jednostkach FLOPS/wat, uwzględniająca zużycie prądu przez superkomputer. Najefektywniejsze według tej miary superkomputery z listy TOP500 są publikowane od 2007 roku na liście Green500.
Przyjrzyjmy się pięciu obecnie najszybszym komputerom na świecie.
Tianhe-2
Tianhe-2, którego nazwę można przetłumaczyć jako „Drogę Mleczną-2”, został uruchomiony w czerwcu 2013 r. W tym momencie był najszybszym superkomputerem na świecie. Teraz – mimo licznych modernizacji – ledwo trzyma się w TOP-5. Superkomputer ma 4 981 760 rdzeni i ma moc 61,4 PFLOPS. Tianhe-2 to maszyna stworzona przez National University of Defense Technology (NUDT) w Chinach, przeznaczona głównie do zastosowań rządowych związanych z bezpieczeństwem. Cześć operacji wykonywanych przez Tianhe-2 jest utrzymywana w tajemnicy.
Sunway TaihuLight
Sunway TaihuLight także był numerem jeden w czerwcu 2016 r., kiedy go uruchomiono. W tym czasie 10 649 000 rdzeni pozwalało na osiągnięcie mocy 93,01 PFLOPS. Znajdujący się w National Supercomputing Center w Wuxi w Chinach, TaihuLight jest wykorzystywany do modelowania zmian klimatycznych. Superkomputer odniósł również również sukces w prognozowaniu pogody na morzach i oceanach, pomagając statkom unikać fal i wspomagając odwierty naftowe.
Sierra
Sierra firmy Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) został uruchomiony w czerwcu 2018 r. i dysponował mocą 71,6 PFLOPS. Kolejne optymalizacje zwiększyły prędkość przetwarzania maszyny do 94,6 PFLOPS, zapewniając mu miejsce nr 2 w listopadzie 2018 r. Ale pojawienie się nowego numeru jeden w czerwcu 2020 r. zepchnęło Sierrę na miejsce numer trzy. Sierra, dysponuje zarówno procesorami centralne firmy IBM, jak i procesorami graficznymi firmy NVIDIA – maszyna została zaprojektowana specjalnie do modelowania i symulacji niezbędnych dla amerykańskiej Narodowej Administracji Bezpieczeństwa Nuklearnego (NNSA).
Summit
Summit to superkomputer stworzony przez Oak Ridge National Laboratory (ORNL), który został uruchomiony w czerwcu 2018 r. odbierając Chinom miano najpotężniejszego superkomputera na świecie – po raz pierwszy od 6 lat. Od czasu debiutu w TOP-500, Summit poprawił swoją początkową wydajność z poziomu 122,3 do 148,6 PFLOPS. Siedmioosobowy zespół z ORNL zdobył nagrodę Gordona Bella 2018 za wdrożenie Summit do przetwarzania danych genetycznych w celu lepszego zrozumienia, w jaki sposób u poszczególnych osób rozwija się przewlekły ból i jak reagują one na opioidy. Summit odgrywa teraz kluczową rolę w globalnym wyścigu o odkrycie metod leczenia i szczepionek przeciwko COVID-19.
Fugaku
Fugaku to od czerwca 2020 r. najpotężniejszy superkomputer na świecie. Dysponuje prawie 7,3 mln rdzeni i prędkością przetwarzania na poziomie 415,5 PFLOPS. Fugaku jest pierwszym systemem z najwyższej półki, który jest napędzany procesorami ARM. Dwie inne nowe cechy to hybrydowe kostki pamięci dołączone do każdego z procesorów oraz nowa iteracja sieci Tofu, która zapewnia ścisłą integrację pomiędzy wszystkimi węzłami systemu. Architektura oparta na ARM stanowi radykalną zmianę w typie obliczeń tradycyjnie stosowanych w superkomputerach.
Fugaku znajduje się w RIKEN Center for Computational Science (R-CCS) w Kobe w Japonii. Superkomputer jest przeznaczony do zastosowań o wysokim priorytecie naukowym obejmującym opracowywanie nowych leków, medycynę spersonalizowaną, prognozowanie pogody i klimatu, rozwój czystej energii oraz badanie fundamentalnych praw Wszechświata. Już teraz jest on wykorzystywany jako eksperymentalna podstawa badań COVID-19, a pełną moc Fugaku rozpocznie osiągnie w kwietniu 2021 roku.
