Топ 10 на най-мощните суперкомпютри в света

Ако сте технологичен ентусиаст, знаете, че суперкомпютрите са невероятна комбинация от първокласни технологии. Мислите ли вече за вашия компютър за игри Intel core i9-13900K, Nvidia RTX 4090 и 64 GB DDR5 RAM? Да, можем да си представим гордата усмивка, която се очертава на лицето ви. Но не и този път! Противно на вашите вярвания, вашият компютър за игри не е един от най-мощните суперкомпютри в света. Този път имаме предвид машини, хиляди пъти по-мощни!

Характеристики на суперкомпютър

Нека имаме обща основа, за да се насладим заедно на тази разходка из най-мощните суперкомпютри в света. Най-общо казано, това са стандартните функции, които правят суперкомпютрите толкова специални.

Използване на паралелна обработка

Паралелната обработка е изчислителен метод, при който повече от един (множество) процесори (CPU) работят върху различни сегменти от конкретна задача или изчисление. Всеки процесор отговаря за част от изчислението, за да го реши много по-бързо.

Използване на операционни системи Linux

Много суперкомпютри работят с операционни системи (ОС), базирани на Linux, защото са доказали, че изпълняват инструкции по-ефективно и са достъпни за всички (софтуер с отворен код).

Много високоскоростенни изчисления

Суперкомпютрите извършват милиарди изчисления за секунда. Тяхната производителност се измерва във FLOPS или операции с плаваща запетая в секунда и exaFLOPS за най-бързите суперкомпютри.

Много RAM памет

Тези суперсистеми имат множество възли и всеки от тях има свои адреси на паметта. Всички заедно могат да достигнат няколко петабайта RAM.

Висока степен на точност при разрешаване на проблеми

Суперкомпютрите имат техническите възможности да обработват големи обеми данни и да правят изчисления с висока скорост и точност. Те могат да решат всеки логически или числов проблем, да изпълнят няколко повторения на проблем и да отговорят за части от секундата.

Най-мощните суперкомпютри в света*

Сега сме готови да скочим направо в топ 10 на най-мощните суперкомпютри!

10. Tianhe-2A, Китай

Десетата позиция е за китайския Tianhe-2A или Млечен Път-2A. Готови ли сте за техническото му описание?

Процесор: Intel Xeon E5-2692v2 12C 2.2GHz
ОС: Kylin Linux
Брой ядра: 4,981,760
Linpack производителност: 61.44 Pflop/s
Мощност: 18,482.00 kW (submitted)

Това е много мощност, съдържаща се в една машина. Той е инсталиран през 2018 г. и тогава е бил 4-ият най-бърз суперкомпютър в света. Той се намира в Националния супер компютърен център, разположен в Гуанджоу. Това е актуализацията на Tianhe-2. И базиран на Националния университет по отбранителни технологии (NUDT), мощността на този суперкомпютър е използвана за задачи като анализ, симулация и правителствени приложения за сигурност. Той отговаря за много чувствителни въпроси, но с такива възможности, е правилният суперкомпютър за тази работа!

9. Selene, САЩ

Този суперкомпютър, базиран на системата Nvidia DGX, е инсталиран през 2020 г. Той се е родил в критичния контекст на глобалната Covid-19 пандемия и е сглобен за рекордното време от около 3.5 седмици, посочва неговият разработчик Nvidia. Вижте това впечатляващо техническо описание!

Процесор: AMD EPYC 7742 64C 2.25GHz
ОС: Ubuntu 20.04.1 LTS
Брой ядра: 555,520
Linpack производителност: 63.46 Pflop/s
Мощност: 2,646.00 kW (submitted)
https://www.nvidia.com/en-us/data-center/dgx-superpod/

Той също фигурира в топ най-енергийно ефективни суперкомпютърни системи. Selene е част от Националната лаборатория в Аргон, американска организация за научни и инженерни изследвания. В нея проучвали алтернативи за борба с коронавируса. Надяваме се, че Selene скоро ще се справи с тази огромна задача!

Selene също така работи върху подобряването на изкуствения интелект (AI) в области като здравеопазване, обработка на естествен език, облачни изчисления и автомобилостроене, както и обучението на GauGAN2 на Nvidia. Това е AI модел (софтуер) за създаване на изкуство чрез AI. Обучението включва 10 милиона пейзажни изображения.

8. Perlmutter, САЩ

Perlmutter е американски суперкомпютър на Националния научен изчислителен център за енергийни изследвания (NERSC) и се намира в лабораторията Бъркли. Инсталиран през 2021 г., името на този суперкомпютър е в чест на Саул Пърлмутер, астрофизик и Нобелов лауреат.

Процесор: AMD EPYC 7763 64C 2.45GHz
ОС: HPE Cray
Брой ядра: 761,856
Linpack производителност: 70.87 PFlop/s
Мощност: 2,589.00 kW (submitted)
https://perlmutter.carrd.co/#ai
https://www.nersc.gov/systems/perlmutter/

Perlmutter представлява суперкомпютърна способност (анализ на данни, AI, симулация), достъпна за повече от 8 хиляди учени, изследващи различни въпроси за Научната служба на Министерството на енергетиката на САЩ.

Науката е много взискателна дейност и Perlmutter разполага с необходимите функции, за да задоволи нейните изисквания. Биоенергия, космология, термоядрена енергия, физика на частиците, откриване на материали за енергийни приложения, изменение на климата, възстановяване на околната среда, каквото и да е!

Perlmutter подкрепя науката в екстремни мащаби!

7. Sunway TaihuLight, Китай

Още една страхотна позиция за Китай! Този суперкомпютър е проектиран от Националния изследователски център за паралелно компютърно инженерство и технологии (NRCPC). Той се помещава в Националния суперкомпютърен център в Уси.

Това беше най-бързият суперкомпютър в света две поредни години, от юни 2016 г. (годината на инсталирането му) до юни 2018 г.

Процесор: Sunway SW26010 260C 1.45GHz
ОС: Sunway Raise 2.0.5
Брой ядра: 10,649,600
Linpack производителност: 93.01 PFlop/s
Мощност: 15,371.00 kW (submitted)
http://www.nsccwx.cn

93 милиона-милиарда изчисления в секунда! Благодарение на големите си възможности и точност, Sunway TaihuLight се използва за задачи като проектиране на ядрени оръжия, анализ на петролни полета, моделиране на повърхността на земята, климата и океана, атомни симулации и прогнозиране на времето. Това идеално обяснява защо Sunway TaihuLight се класира високо в тази елитна група на суперкомпютрите!

6. Sierra, САЩ

Следващият най-мощен суперкомпютър е американският Sierra. Просто проверете тези изключителни данни!

Процесор: IBM POWER9 22C 3.1 GHz
ОС: Red Hat Enterprise Linux
Брой ядра: 1,572,480
Linpack производителност: 94.64 PFlop/s
Мощност: 7,438.28 kW (submitted)
https://hpc.llnl.gov/hardware/compute-platforms/sierra

Sierra е инсталиран през 2018 г. за Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор (LLNL). Свръхсилата на тази система (усъвършенствана симулация и изчисления) е използвана от учените по ядрени оръжия за извършване на сложни инженерни изчисления, проверка на ефективността на системите за ядрено оръжие, подпомагане на развитието на науката в тази област и изпълнение на мисията за управление на запасите на Националната администрацията за ядрена сигурност чрез симулациите на Sierra и избягване на подземни тестове.

В началото на 2022 г. Sierra работи върху модел, който може да доведе до лечението на вид раково заболяване.

5. Summit, САЩ

Summit стартира през 2018 г. Намира се в националната лаборатория Оук Ридж в Тенеси и работи върху граждански научни изследвания. Това е силата на суперкомпютъра Summit!

Процесор: IBM POWER9 22C 3.07GHz
ОС: RHEL 7.4
Брой ядра: 2,414,592
Linpack производителност: 148.60 PFlop/s
Мощност: 10,096.00 kW (submitted)
https://www.olcf.ornl.gov/olcf-resources/compute-systems/summit/summit-faqs/

От създаването си досега Summit е много зает с решаването на сложни задачи, свързани с човешкото здраве, AI, енергията и др. Той е използвал изчислителната си мощ, за да създаде симулация на екстремни метеорологични условия чрез AI и симулация на земетресения, като работи върху науката за материалите, геномиката и прави прогнози във физиката – например продължителността на живота на неутрино (неутрални субатомни частици с близка до нулева маса, родени предимно от гама-лъчи и звездни експлозии).

4. Leonardo, Италия

Леонардо се намира в помещенията на Междууниверситетския консорциум за високопроизводителни системи – CINECA. Създаден е от Министерството на университетите и научните изследвания (MUR) и Европейското съвместно предприятие за високопроизводителни изчисления (EuroHPC JU). Леонардо започва работа на 24 ноември 2022 г.

Процесор: Xeon Platinum 8358 32C 2.6GHz
ОС: Linux
Брой ядра: 1,463,616
Linpack производителност: 174.70 PFlop/s
Мощност: 5,610.00 kW (optimized)
https://leonardo-supercomputer.cineca.eu

Ако искате да получите представа за Леонардо, просто помислете за следното. Този мощен и сложен суперкомпютър тежи колкото 4700 души заедно, а за охлаждането му са необходими 10 км тръби с общ поток от 500 м3 вода!

Леонардо участва в различни изследвания, чиито резултати се очаква да допринесат за откриването на нови материали, кибер сигурността и подобряването на AI, прогнозирането на времето, прогнозната медицина и управлението на рисковете, свързани с пандемии и природни бедствия. Леонардо знае още от раждането си, че с голямата сила идват и големите отговорности!

3. LUMI, Финландия

LUMI е друг проект на съвместното предприятие EuroHPC (EuroHPC JU) и консорциума Large Unified Modern Infrastructure (LUMI). Домакин е IT Center for Science (CSC), намиращ се в Кажаани, Финландия. Сега бъдете готови за техническите подробности. Числата в този списък стават огромни!

Процесор: AMD Optimized 3rd Generation EPYC 64C 2GHz
ОС: HPE Cray
Броя ядра: 2,220,288
Linpack производителност: 309.10 PFlop/s
Мощност: 6,015.77 kW (submitted)
https://www.lumi-supercomputer.eu/about-lumi/

LUMI е един от най-мощните суперкомпютри, но и един от най-екологичните! Суперкомпютрите консумират много електричество, но енергийното потребление на LUMI се покрива от енергия, изцяло генерирана чрез водно-електрически централи. Топлинните загуби и CO2 отпечатъкът са значително намалени.

LUMI е инсталиран през 2022 г. и работи върху изследвания на енергията от термоядрен синтез, климат и екстремни събития, превод и езикови модели, тъмна материя и разработване на процес за по-точно цифрово диагностициране на патологии и класифициране на рака.

Да се надяваме, че ще имаме много отговори и може би добри новини от LUMI през следващите години!

2. Supercomputer Fugaku, Япония

Втората позиция принадлежи на масивен японски звяр. Невероятната скорост и мощност са преимуществата на Фугаку. Създаден е през 2020 г. (юни), в контекста на глобалната пандемия от COVID-19. Домакин е Центърът за компютърни науки RIKEN в Уако, Япония. Този суперкомпютър вече е на удивително ниво!

Процесор: A64FX 48C 2.2GHz
ОС: Red Hat Enterprise Linux
Брой ядра: 7,630,848
Linpack производителност: 442.01 PFlop/s
Мощност: 29,899.23 kW
https://www.r-ccs.riken.jp/en/

Фугаку работи интензивно по теми за справяне с COVID-19, прави симулационен анализ на пандемични явления, анализ на нови кандидати за лекарства за COVID-19, прогнозиране и противодействие на въздушно-капковата инфекция, генетичен анализ на гостоприемник за тежък COVID-19 и др.

През 2022 г. са включени нови проекти като проектиране на нов вид ускорител на частици чрез използването на плазма, широкомащабни симулации на електромагнитни вълни за различни приложения, космос, градски транспорт и др.

Нашето бъдеще е в твоите ръце, Фугаку!

1. Frontier, САЩ

И накрая, на умопомрачителния връх в класацията на най-мощните суперкомпютри е американският Frontier. Инсталиран през 2021 г., той официално започна работа през 2022 г. Frontier е предназначен да бъде стимулатор на иновациите, скоростта и точността в технологиите и науката. Това мощно бижу живее в Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF) в Тенеси. Поемете дълбоко въздух и прочетете подробностите!

Процесор: AMD Optimized 3rd Generation EPYC 64C 2GHz
ОС: HPE Cray
Брой ядра: 8,730,112
Linpack производителност: 1,102.00 PFlops/s
Мощност: 21,100.00 kW (submitted)
https://www.olcf.ornl.gov/frontier/

Плановете за използване на Frontier са големи и амбициозни. Като изпълнява повече от квинтилион, или 10¹⁸ изчисления в секунда, този суперкомпютър ще бъде в услуга на учените за изследване и разработване на нови технологии за медицина, материали и енергия. Комбинирайки симулацията, моделирането и анализа на данни на Frontier с AI, суперкомпютърът ще бъде най-добрият съюзник за различни видове наука. Frontier има целия потенциал да предизвика големи промени за планетата и хората!

Заключение

Този преглед на топ 10 на най-мощните суперкомпютри в света показва интересни неща.

Конкуренцията между Китай и САЩ е ясна и няма да спре. Въз основа на данни от сайта “Топ 500” (https://www.top500.org), тези две страни притежават 60% от общия брой най-мощни суперкомпютри, които съществуват.

За съжаление е възможно скоро достъпът до редовни актуализации за напредъка на Китай в тази област да стане по-ограничен поради напрежението със САЩ. В исторически план съществуват проблеми между двете страни и отношенията им се влошават с времето. И така, съвсем наскоро беше казано, че Китай повече няма да изпраща актуализации на своите суперкомпютри в „Топ 500“**, един от източниците, които използвахме, за да създадем тази статия. Въпреки това, Китай няма да спре да създава конкурентни суперкомпютри, така че почти със сигурност страната ще запази силната си позиция в тази област.

Във всеки случай става ясно, че суперкомпютрите търсят оптималните начини, по които човешкият живот да бъде прекроен в бъдеще. Може ли животът на тази планета да бъде по-добър? Е, настоящите изследвания на суперкомпютрите могат да дадат важни насоки за по-екологична, по-ефективна и конкурентна индустрия, по-точно прогнозиране, по-надеждно вземане на решения и преки предимства за нашето здраве. Но решенията как да се използват такива ценни данни ще бъдат взети от съвременните хора.

Какво мислите?

Можем ли да очакваме драматична трансформация? Или световните лидери, вземащи решения, ще оставят всичко, както е сега? Освен това дали тези невероятни научни открития ще бъдат от полза само за богатите, или и за масите?

Ако вие имате по-непоседствени задачи за решаване, като например търсите най-добрия и надежден дейта център за колокация на вашите „суперкомпютри“, вижте предложенията на Нетера и София дейта център.

* Източник: https://www.top500.org/lists/top500/list/2022/11/ (последна актуализация ноември 2022 г.).
** Източник: https://www.scmp.com/tech/big-tech/article/3180037/chinas-supercomputer-sunway-taihulight-falls-sixth-place-amid