10 самых дорогих суперкомпьютеров, которые поражают своей мощностью

10 самых дорогих суперкомпьютеров, которые поражают своей мощностью

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

Первый суперкомпьютер Atlas появился в начале 60-х годов и был установлен в Манчестерском университете. Он был в разы менее мощный, чем современные домашние компьютеры. В нашем обзоре собрана «десятка» самых мощных в истории суперкомпьютеров. Правда в связи с быстро развивающимися в этой сфере технологиями устаревают эти мощные машины в среднем за 5 лет..

Производительность современных суперкомпьютеров измеряется в петафлопсах — единице измерения, показывающей, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет компьютер. Сегодня речь пойдет о десяти самых дорогих современных суперкомпьютерах.

1. IBM Roadrunner (США)

$ 130 млн
Roadrunner был построен IBM в 2008 году для Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Нью-Мексико, США). Он стал первым в мире компьютером, чья средняя рабочая производительность превысила 1 петафлопс. При этом он был рассчитан на максимальную производительность в 1,7 петафлопса. Согласно списка Supermicro Green500, в 2008 году Roadrunner был четвертым по энергоэффективности суперкомпьютером в мире. Списан Roadrunner был 31 марта 2013 года, после чего его заменили меньшим по размерам и более энергоэффективным суперкомпьютером под названием Cielo.

2. Vulcan BlueGene/Q (США)

$ 100 млн
Vulcan – суперкомпьютер, состоящий из 24 отдельных блоков-стоек, который был создан IBM для Министерства энергетики и установлен в Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора, штат Калифорния. Он имеет пиковую производительность в 5 петафлопсов и в настоящее время является девятым по скорости суперкомпьютером в мире. Vulcan вступил в строй в 2013 году и сейчас используется Ливерморской национальной лабораторией для исследований в области биологии, физики плазмы, климатических именений, молекулярных систем и т. д.

3. SuperMUC (Германия)

$ 111 млн
SuperMUC в настоящее время является 14-м по скорости суперкомпьютером в мире. В 2013 году он был 10-м, но развитие технологий не стоит на месте. Тем не менее, он в данный момент является вторым по скорости суперкомпьютером в Германии. SuperMUC находится в ведении Лейбницкого суперкомпьютерного центра при Баварской академии наук рядом с Мюнхеном.

Система была создана IBM, работает на оболочке Linux, содержит более 19000 процессоров Intel и Westmere-EX, а также имеет пиковую производительность чуть более 3 петафлопсов. SuperMUC используется европейскими исследователями в областях медицины, астрофизики, квантовой хромодинамики, вычислительной гидродинамики, вычислительной химии, анализа генома и моделирования землетрясений.

4. Trinity (США)

$ 174 млн
Можно было бы ожидать, что подобный суперкомпьютер (учитывая то, для чего он строится) должен быть безумно дорогим, но благодаря развитию технологий стало возможным удешевление цены Trinity. Правительство США собирается использовать Trinity для того, чтобы поддерживать эффективность и безопасность ядерного арсенала Америки.

Trinity, который строится в настоящее время, станет совместным проектом Сандийской национальной лаборатории и Лос-Аламосской национальной лаборатории в рамках программы Прогнозного моделирования и вычислительной обработки данных Национальной администрации по ядерной безопасности.

5. Sequoia BlueGene/Q (США)

$ 250 млн
Суперкомпьютер Sequoia класса BlueGene/Q был разработан IBM для Национальной администрации по ядерной безопасности, в рамках программы Прогнозного моделирования и вычислительной обработки данных. Он был запущен в эксплуатацию в июне 2012 года в Ливерморской национальной лаборатории и стал на тот момент самым быстрым суперкомпьютером в мире. Сейчас он занимает третье место в мире по скорости (теоретический пик производительности Sequoia — 20 петафлопсов или 20 триллионов вычислений в секунду).

Стабильно компьютер работает при 10 петафлопсах. Используется Sequoia для поддержки различных научных приложений, изучения астрономии, энергетики, человеческого генома, изменения климата и разработки ядерного оружия.

6. ASC Purple и BlueGene / L (США)

$ 290 млн
Эти два суперкомпьютера работали вместе. Они были построены IBM и установлены в 2005 году в Ливерморской национальной лаборатории. Из эксплуатации они были выведены в 2010 году. На момент создания ASC Purple занимал 66-е место по скорости в списке топ-500 суперкомпьютеров, а BlueGene / L был предыдущим поколением модели BlueGene / Q.

ASCI Purple был построен для пятого этапа программы Прогнозного моделирования и вычислительной обработки данных Министерства энергетики США, а также Национальной администрации по ядерной безопасности. Его целью являлась симуляция и замена реальных испытаний оружия массового уничтожения. BlueGene/L использовали для прогнозирования глобального изменения климата.

7. Sierra и Summit (США)

$ 325 млн
Nvidia и IBM скоро помогут Америке вернуть лидирующие позиции в области сверхскоростных суперкомпьютерных технологий, научных исследований, а также экономической и национальной безопасности. Оба компьютера будут закончены в 2017 году.

В настоящее время самым быстрым суперкомпьютером в мире является китайский Tianhe-2, который способен достигнуть мощности в 55 петафлопсов, что в два раза больше, чем устройство, находящееся на втором месте в списке. Sierra будет выдавать более чем 100 петафлопсов, в то время как Summit сможет развить 300 петафлопсов.

Sierra, которая будет установлена в Ливерморской национальной лаборатории, будет обеспечивать безопасность и эффективность ядерной программы страны. Summit заменит устаревший суперкомпьютер Titan в национальной лаборатории Oak Ridge и будет предназначаться для тестирования и поддержки научных приложений по всему миру.

8. Tianhe-2 (Китай)

$ 390 млн
Китайский Tianhe-2 (что переводится как «Млечный путь-2») является самым быстрым суперкомпьютером в мире. Компьютер, разработанный командой из 1300 ученых и инженеров, находится в Национальном суперкомпьютерном центре в Гуанчжоу. Он был построен китайским Оборонным научно-техническим университетом Народно-освободительной армии Китая. Tianhe-2 способен выполнять 33 860 триллионов вычислений в секунду. К примеру, один час расчетов суперкомпьютера эквивалентен 1000 годам работы 1,3 миллиарда человек. Используется машина для моделирования и анализа правительственных систем безопасности.

9. Earth Simulator (Япония)

$ 500 млн
«Симулятор Земли» был разработан японским правительством еще в 1997 году. Стоимость проекта составляет 60 млрд иен или примерно $ 500 млн. Earth Simulator был завершен в 2002 году для агентства аэрокосмических исследований Японии, Японского научно-исследовательского института по атомной энергии и Японского центра морских и наземных исследований и технологий.

ES был самым быстрым суперкомпьютером в мире с 2002 по 2004 годы, а служит он и поныне для работы с глобальными климатическими моделями, для оценки последствий глобального потепления и оценки проблем геофизики коры Земли.

10. Fujitsu K (Япония)

$ 1,2 млрд
Самый дорогой в мире суперкомпьютер всего лишь четвертый по скорости в мире (11 петафлопсов). В 2011 году он был самым быстрым суперкомпьютером в мире. Fujitsu K, расположенный в Институте передовых вычислительных технологий RIKEN, примерно в 60 раз быстрее, чем Earth Simulator. На его обслуживание уходит порядка $ 10 млн в год, а использует суперкомпьютер 9,89 МВт (сколько электроэнергии используют 10 000 загородных домов или один миллион персональных компьютеров).

Стоит отметить, что современные учёные шагнули так далеко, что уже появились 10 современных технологий, которые способны превратить человека в киборга .

CDC 6600

CDC 6600 был флагманом 6000-й серии компьютеров, выпускаемых компанией Control Data Corporation. Он оставался самым быстрым суперкомпьютером в мире с 1964 по 1969, затем это место занял его преемник CDC 7600. Созданием CDC 6600 занималась небольшая команда из 20 человек, во главе которой стоял инженер Сэймур Крэй (впоследствии прозванный “отцом суперкомпьютеров”). Эта система обладал лишь одним процессором и могла обрабатывать ничтожные по современным меркам 3 млн операций с плавающей запятой в секунду – 3 мфлопс, — при этом он был размером с небольшую комнату, а для эффективного охлаждения компонентов потребовалось использовать фреон.

CDC 6600 был в 10 раз мощнее своего главного конкурента – IBM 7030 Stretch, стоившего 13$ млн. Для сравнения, разработка Control Data Corporation обошлась в 8 млн долларов, что составляет около 60$ миллионов по сегодняшнему курсу.

Суперкомпьютеры будущего

В последнем рейтинге за ноябрь 2018 года первые места занимают суперкомпьютеры США, Китая, Японии и Швейцарии. На данный момент Германия занята разработкой лучшего суперкомпьютера будущего. Сейчас самый мощный немецкий суперкомпьютер – Juwels занимает только 23 место в рейтинге. Чтобы новый немецкий суперкомпьютер попало в десятку рейтинга, он должно производить скорость вычисления не менее 14 петафлопс.

Следующая цель мировых ученых – сверхмощные суперкомпьютеры с производительностью в экзафлопсах. Сейчас это только гипотетические суперустройства, так как один экзафлопс равен производительности в тысячу петафлопс. Построение таких вычислительных машин супер класса станет прорывом в компьютерной инженерии. Над разработкой экзафлопсных систем работают лучшие умы современности еще с 2012 года. Вероятней всего создание суперкомпьютера класса exaFLOPS придется не ранее чем на 2020 год.

Summit

Суперкомпьютер Summit, созданный американской компанией IBM для Национальной лаборатории в Окридже. Технику ввели в эксплуатацию летом 2018 года, заменив модель Titan, которая считалась самой производительной американской СуперЭВМ. Разработка лучшего современного суперкомпьютера обошлась американскому правительству в 200 млн долларов.

Устройство потребляет около 15 МВт электроэнергии – столько, сколько вырабатывает небольшая ГЭС. Для охлаждения вычислительной системы используется 15,1 кубометра циркулирующей по трубкам воды. Сервера IBM расположены на площади около 930 кв.м – территория, которую занимают 2 баскетбольные площадки. Для работы суперкомпьютера используется 220 км электрокабелей.

Производительность компьютера обеспечивается 9216 процессорами модели IBM POWER9 и 27648 графическими чипами Tesla V100 от Nvidia. Система получила целых 512 Гбайт оперативной и 250 Пбайт постоянной памяти (интерфейс 2,5 Тбайт/с). Максимальная скорость вычислений – 200 Пфлопс, а номинальная производительность – 143,5 Пфлопс.

По словам американских ученых, запуск в работу модели Summit позволил повысить вычислительные мощности в сфере энергетики, экономическую конкурентоспособность и национальную безопасность страны. Среди задач, которые будут решаться с помощью суперкомпьютера, отмечают поиск связи между раковыми заболеваниями и генами живого организма, исследование причин появления зависимости от наркотиков и климатическое моделирование для составления точных прогнозов погоды.

Понятие о самых мощных компьютерах

Найти и определить самый мощный игровой компьютер во всём мире задача сложная и неоднозначная. Это обычные ПК, которые можно собрать из разных комплектующих.

Мощность обычного персонального компьютера — значение переменное, которое зависит от множества составляющих:

• видеокарты.
• процессора.
• материнской платы.
• блока питания.
• объёма и скорости работы жёсткого диска, и пр.

Устройство суперкомпьютера на примере BlueGene

Чтобы как-то отобразить всю эту мощность, нужен ещё и подходящий монитор.

И если среди готовых ноутбуков ещё можно как-то определить лидеров, то среди настольных ПК это довольно сложная задача.

Поэтому при ответе на вопрос о том, какой компьютер в настоящее время позиционируется как самый мощный в мире, взор устремляется именно в сторону суперкомпьютеров.

Сложно даже представить, сколько стоит подобный компьютер, который позиционируется как самый мощный во всём мире. Это миллионы долларов. Для сравнения: высокопроизводительные игровые ПК обойдутся в 400-500 тысяч рублей.

Понятие суперкомпьютер подразумевает устройства, которые обладают наиболее высокими показателями вычислительной производительности. Их в основном используют при моделировании процессов. Это упрощает и ускоряет проведение подобных мероприятий. Они являются важнейшим компонентом для работы научных отделом, развития промышленности, получения новых продуктов и многого другого.

Схема вычислительного узла Blue Gene/L

Поскольку суперкомпьютеры зарекомендовали себя как очень полезные устройства, у многих компаний появились свои вычислительные системы, либо же они приобрели их у ведущих производителей. Это привело к росту числа самых мощных компьютеров, распространённых по всему миру.

Важно понимать, что речь идёт не про мощный игровой ПК, а о вычислительных машинах, созданных для проектирования ядерных программ, биологических исследований, космических полётов и многого другого. И здесь нужен самый мощный агрегат в мире, поскольку за счёт своих характеристик он делает расчёты быстрее и точнее, плюс позволяет выполнять максимально сложные задачи.

Именно эти системы позволяют создавать космические корабли, разрабатывать новые виды двигателей, предугадывать поведение тех или иных материалов при их комбинировании и пр. Многому мы обязаны суперкомпьютерам.

Схема суперкомпьютера DESMOS на базе коммуникационной сети «Ангара»

При этом среди них есть свои лидеры.

В настоящее время можно выделить топ-10 самых мощных компьютеров, к которым справедливо прилагается приставка «супер».

Tianhe-2 – 33,9 Петафлопс

Суперкомпьютер с романтическим названием «Млечный путь» (в переводе с китайского) до июня 2016 года возглавлял топ-500 самых мощных компьютеров мира. Мощность его обеспечивает скорость 2507 триллионов операций в секунду, что равняется 33,9 петафлопс. Тяньхэ-2 нашел свое «призвание» в области строительства: при расчетах застроек и прокладки дорог. Стоит отметить, что с начала 2013 года, как только «Млечный путь» был выпущен, он не оставлял ведущую позицию рейтингов, что является по-настоящему мощным показателем.

Внутри этого компьютера находятся 40 960 производительных процессоров, чем и объясняется его габаритность: сам Sunway занимает площадь около 1000 квадратных метров. В 2016 году на международной конференции в Германии он был признан самым быстрым в своем роде. На сегодняшний день Sunway TaihuLight является первым в рейтинге и единственным в топ-10 суперкомпьютеров, способным вырабатывать скорость в 93 петафлопс.

Самый мощный компьютер на сегодняшний день

Игровые компьютеры для многих уже норма, поскольку они становятся более доступными: производители комплектующих предлагают на рынке варианты на любой кошелек.

Но по-прежнему обычным пользователям суперкомпьютеры не нужны из-за избытка производительности, дороговизны, специфики применения. Такие устройства необходимы для аэродинамики, геофизики, метеорологии, физики высоких энергий, обороны страны и подобных целей.

Самый мощный компьютер в мире 2020 года находится в Японии. Назвали его «Фугаку». Так еще в различных изданиях и книгах называют гору Фудзи, в честь которой и назвали производительный аппарат. Установлен суперкомпьютер в вычислительном центре Института физико-химических исследований (RIKEN) в городе Кобе.

В июне составили рейтинг «Топ500», по которому стало ясно, что «Фугаку» опережает конкурентов в несколько раз. Самый крутой компьютер отличается такими характеристиками:

• производительность — 442 010 петафлопсов (пиковый показатель составил 537 212 петафлопса);
• процессор — Fujitsu A64FX;
• мощность — 28,3 МВт;
• операционная система — Linux (RHEL).

«Фугаку» — самый дорогой суперкомпьютер, поскольку в него установлено 158 976 процессоров A64FX. Стоимость его не указана, но известна предположительная сумма, выделенная на разработку. Было потрачено около $1 млрд.

На бенчмарке HPC-AI в июне 2020 года японский мощный компьютер показал результат в 1,4 экзафлопс. Уже в ноябре показатель увеличился до 2-х экзафлопсов. Это позволило «Фугаку» получить звание первого в мире суперкомпьютера, который достиг производительности свыше одного экзафлопса на любом типе оборудования.

Микропроцессоры Fujitsu A64FX основаны на архитектуре ARM-версии 8,2А. Количество ядер для Arm A64FX увеличили до 7 630 848, что значительно повысило производительность. Это подтвердилось на бенчмарке High-Performance Conjugate Gradient: был установлен новый мировой рекорд по производительности (442 010 петафлопсов).

Разработка «Фугаку» началась еще в 2014 году. Главная задача инженеров — построить мощный ПК, который в 100 раз превзойдет предшественника «K computer». Теперь смело можно утверждать, что у японских техников это получилось.

Самый мощный компьютер в 2020 году: YouTube/stupidmadworld

Самый мощный ПК обладает легковесной многоядерной ОС IHK/McKernel, состоящей из ядра Linux и облегченного ядра McKernel. Первая составляющая операционной системы необходима для всех POSIX-совместимых сервисов, а другая — для выполнения высокопроизводительной симуляции.

Вот интересные факты о «Фугаку»:

1. Системный блок выше среднестатистического японца и выглядит не как привычный персональный компьютер. Блоки, в которых хранятся производительные компоненты, имеют специальные дверцы, связаны между собой и заполняют большое помещение.
2. Это первый в истории суперкомпьютер, который занял первое место в бенчмарках «Топ500», Graph500, HPL-AI и HPCG. Также он стал первым в истории, который попал на первое место «Топ500» с процессорами Arm.
3. Суперкомпьютер способен выполнять более 415 квадриллионов операций за одну секунду.

Цели и задачи Summit

Работники лаборатории считают, что высокие мощности нового суперкомпьютера позволят продвинуться в работе над обучением искусственного интеллекта.

Система выделит достаточно ресурсов для создания условий самообучения искусственного интеллекта

Также Summit призван проводить сложные многоступенчатые расчёты, которые позволят выявлять генетические предрасположенности к болезням и аллергенам.

Сопоставить многочисленные вариации генетических кодов способен только суперкомпьютер. Summit справится с этой задачей лучше всех

В расчётах суперкомпьютера заинтересованы представители министерства энергетики США, считающие, что устройство поможет в работе с термоядерными разработками и изучением альтернативных видов энергии.

Суперкомпьютер способен провести расчёты в планировании и создании термоядерных механизмов

Учёные метеорологи уже нашли применение Summit, разработав программу более точного предсказания погоды и климатического моделирования.

Мгновенный анализ сейсмологических данных позволит быстрее предсказывать погоду или предупреждать о катаклизмах

Самый мощный в мире суперкомпьютер находится в Соединённых Штатах Америки. Его возможности безграничны, а мощность позволит шагнуть технологиям далеко в изучении и развитии многочисленных научных и общественных сфер.