10 самых дорогих суперкомпьютеров, которые поражают своей мощностью

Топ-10 самых мощных суперкомпьютеров в 2022 году

Персональный компьютер или ноутбук можно встретить практически в каждом доме. Те, кто покупает передовые процессоры и видеочипы последних моделей, считают, что у них дома стоит самый мощный компьютер в мире, по крайней мере, по характеристикам. Однако персональным компьютерам ещё очень далеко до суперкомпьютеров. Вот где кроется истинная мощь! Эти машины — монстры титанических вычислений, способные обрабатывать квадриллион операций в секунду. Они кажутся чем-то далёким среднестатистическому жителю нашей планеты, хотя на самом деле мы очень часто сталкиваемся с результатами их работы. Начиная с возможности быстро находить информацию в Интернете и заканчивая разработкой новых медицинских препаратов и летательных транспортных средств, которыми мы все активно пользуемся…

Впервые термин «суперкомпьютеры» был использован в 60-х годах прошлого века. Это были основные вычислительные машины, применяемые для различных академических, правительственных и научных проектов США. В 90-е годы вовсю шла речь о «крахе суперкомпьютеров», поскольку многие компании ушли с этого рынка. Но, например, компания Cray, которая ещё с 60-х годов выпускала высокопроизводительные компьютеры, и до нашего времени продолжает свои разработки.

Изначально суперкомпьютеры служили в военных целях, с их помощью происходила разработка ядерного оружия. Сейчас они востребованы там, где используется компьютерное моделирование и требуется обработка огромных массивов данных в реальном времени. Если задача может быть решена методом перебора большого числа значений, такие устройства показывают высокую эффективность в её решении.

Суперкомпьютеры, или как их ещё называют, «числодробилки», в наше время используются в следующих науках и направлениях:

• биология;
• физика;
• метеорология;
• криптография;
• лингвистика;
• проектирование в машиностроении, строительстве, авиастроении;
• искусственные нейросети и искусственный интеллект и т.д.

Развитие информационных технологий и устройств со сверхвысокими вычислительными возможностями привело к появлению таких наук, как вычислительная химия, вычислительная лингвистика и др.

Благодаря эффективной работе самых мощных суперкомпьютеров в мире мы получаем точные прогнозы погоды и революционные медицинские возможности. В частности, возможность диагностирования и лечения рака . С их помощью удаётся быстро обрабатывать миллионы историй болезней и диагнозов, выявлять новые закономерности течения болезни, вследствие чего — создавать новые методики лечения. Расчёт огромного количества химических соединений позволяет создавать основу для производства инновационных медицинских препаратов.

Более стремительному развитию экстремально мощных компьютеров и системных блоков способствует диджитализация и эпоха цифровой экономики. На разработку и создание суперкомпьютеров выделяются многомиллионные суммы, вследствие чего производительность таких машин заметно возрастает с каждым годом.

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 .

Что такое суперкомпьютер

Суперкомпьютеры называют «числодробилками» или «числогрызами», потому что они нужны для супербыстрых вычислений. Часто суперкомпьютер — это несколько высокомощных компьютеров, которые объединены высокоскоростной локальной сетью.

Главное их отличие от обычного компьютера в том, что рядовой ПК выполняет задачи последовательно, хоть и достаточно быстро. А суперкомпьютер может одновременно выполнять несколько задач и обрабатывать огромные массивы данных. Если сравнить производительность, то в результате вычисления, на которые у мощного игрового компьютера уйдёт неделя, суперкомпьютер выполнит их всего за один день!

Вычислительные способности «числодробилок» измеряются во «флопсах» (FLOPS) — количестве операций с числами с плавающей точкой в секунду. Также существует величина PFLOPS («петафлопс») — десять в пятнадцатой степени «флопс».

Summit

В рейтинге самых производительных суперкомпьютеров всегда лидировали японские и американские компьютеры, но в 2013 вперед вырвались китайцы – сперва это был Tianhe-2 с мощностью 54.9 петафлопс, в 2016 его место занял Sunway TaihuLight (93 пфлопс). В июне 2018 китайцы вновь уступили американским суперкомпьютерам с их проектом Summit, построенным в городе Ок-Ридж (шт. Теннеси). Мощность этого суперкомпьютера составляет 200 пфлопс, т.е. вдвое больше, чем у предыдущего лидера. Summit включает в себя 4608 сервера AC922, в каждом из которых находится два 22-ядерных процессора IBM Power9, шесть графических процессоров Nvidia Tesla V100, 512 Гб оперативной памяти DDR4 и работает под управлением операционной системы Red Hat Enterprise Linux 7.4. Компьютер потребляет 13 мегаватт энергии, которых хватило бы для снабжения 8100 среднестатистических жилых домов и при этом он является одним из самых энергоэффективных суперкомпьютеров в мире! Все это занимает площадь двух теннисных кортов, а охлаждается с помощью системы трубок, по которым циркулируют 15 150 л воды.

Sierra

Второй американский суперкомпьютер Sierra (ATS-2) тоже выпущен в 2018 году и обошелся Соединенным Штатам примерно в 125 миллионов долларов. По производительности он считается вторым, хотя по среднему и максимальному уровню скорости вычислений сравним с китайской моделью Sunway TaihuLight.

Расположена СуперЭВМ на территории Национальной лаборатории имени Э. Лоуренса в Ливерморе. Общая площадь, которую занимает оборудование, составляет около 600 кв.м. Энергопотребление вычислительной системы – 12 МВт. И уже по соотношению производительность к расходу электричества компьютер заметно обогнал конкурента из КНР.

В системе используется 2 вида процессоров – серверные ЦПУ IBM Power 9 и графические Nvidia Volta. Благодаря этим чипам удалось повысить и энергоэффективность, и производительность. 4320 узлов со 190 тысячами ядер обеспечивают вычисления на скорости 94,64 петафлопс. Максимальная производительность – 125,712 Пфлопс или 125 квадриллионов операций с плавающей точкой в секунду.

Новую систему предполагается использовать в научных целях. В первую очередь – для расчетов в области создания ядерного оружия, заменяя вычислениями подземные испытания. Инженерные расчеты с помощью Sierra позволят разобраться и с ключевыми вопросами в области физики, знание которых позволит совершить ряд научных открытий.

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.

Mira – Blue Gene/Q

Местоположение: США
Производительность: 8,56 петафлопс
Теоретический максимум производительности: 10,06 петафлопс
Мощность: 3,9 МВт

Суперкомпьютер «Мира» был разработан компанией IBM в рамках проекта Blue Gene в 2012 году. Отделение высокопроизводительных вычислений Аргонской национальной лаборатории, в котором располагается кластер, было создано при помощи государственного финансирования. Считается, что рост интереса к суперкомпьютерным технологиям со стороны Вашингтона в конце 2000-х и начале 2010-х годов объясняется соперничеством в этой области с Китаем.

Расположенный на 48 стойках Mira используется в научных целях. К примеру, суперкомпьютер применяется для климатического и сейсмического моделирования, что позволяет получать более точные данные по предсказанию землетрясений и изменений климата.

Случаи из практики 135⁠ ⁠

— Три года назад я вышла замуж, — сообщила клиентка, высокая белокурая дама в легком голубом платье. — Познакомились на работе — он директор, а я кадровик. Поначалу отношения у нас были сугубо профессиональные, но в какой-то момент он начал делать мне знаки внимания, правда до каких-то реальных шагов дело не доходило.

— И вы взяли инициативу в свои руки? — улыбнувшись, предположила я.

— Знаете, как говорится: «Если хочешь, чтобы что-то было сделано хорошо — сделай это сам», — вот я и попыталась прибрать его к рукам. Он красивый, видный мужчина, да и мне уже не двадцать — следовало действовать, пока не появилась другая претендентка. Только после того, как все получилось — ну, вы понимаете о чем я, выяснилось, почему он на самом деле не решался вступить в отношения.

— Он уже был женат?

— Вроде того, — хмыкнула она. — Он вдовец — жена погибла в автокатастрофе за несколько лет до этого, оставив его с маленьким ребенком. Собственно, ему Кирилл и посвящал все свое время, не желая огорчать дитя появлением новой мамы, которую, кстати, довольно неплохо замещала бабушка. Честно говоря, эта новость выбила меня из колеи — удивительно, но в офисе никто и знать не знал о таких подробностях из его жизни.

— Но, судя по тому, что вы поженились — этот факт не стал непреодолимой преградой, — задумчиво отметила я. — Должна признать — редкий случай, когда незамужняя женщина решается вступить в брак с вдовцом, у которого есть дети.

— Все потому, что я подошла к вопросу с умом и не пыталась занять принадлежащее умершей место. Медленно, но верно, я входила в их жизнь, постепенно укрепляя отношения в новой семье: сначала приходила с подарками, потом предложила сходить всем вместе погулять в парк, затем появились первые занятия вдвоем и так далее. А насчет редкости такого явления — я могу понять почему так происходит: растить чужого ребенка — это тяжелый труд и мало какая женщина пойдет на такое. Впрочем, у меня имеется богатый опыт воспитания двух младших сестер, так что особых проблем не возникло, да и в конце концов — я люблю Кирилла и это главное.

— Если еще год назад, Миша только и делал что выводил меня из себя, то сейчас… да, сейчас я могу с уверенностью сказать, что люблю и его тоже, — с теплотой в голосе, ответила Наталья. — Собственно говоря из-за него я сюда и пришла. Где-то два месяца назад, я начала замечать какие-то странности: он немного осунулся, стал гораздо больше есть в обед после школы, а на вопрос чего ему хочется — говорит, что у него есть важное дело, но не хватает немного денег, поэтому мы с отцом начали их ему давать. На вопрос зачем — он отвечает уклончиво и, как мне кажется, врет.

— Он школьник, много чего может заставить его тратить деньги.

— Моего племянника колотили старшие ребята и отнимали все ценное. А он терпел, потому что боялся расправы и порицания. В конце концов все стало известно, но чего это стоило ребенку? Даже страшно подумать. А вдруг в нашем случае все еще хуже? Что если там какие-нибудь наркотики или тому подобная дрянь? Он же еще маленький — только недавно перешел в седьмой класс…

— Что думает по этому поводу ваш супруг?

— Муж ничего не знает, — покачала головой Наталья. — После того как он понял, что я вполне неплохо справляюсь с воспитанием, он с головой ушел в работу. А я решила не беспокоить его, учитывая все те проблемы что свалились на фирму. Мне, если честно, не хочется устраивать допрос с пристрастием или слежку, поскольку это могло бы повредить нашим с Мишей отношениям и огорчить его отца. Но и спустить все на тормозах не решаюсь — следует что-то предпринять.

— И вы хотите, чтобы я этим занялась?

— Только максимально деликатно — я сказала ему что нужно будет поговорить со специалистом по поводу здоровья и успеваемости в школе. Поэтому, думаю, следует начать издалека…

— Хорошо, я вас поняла — можете привести его. Но только разговор пройдет один на один. Вам придется остаться в приемной.

— Да, конечно — я понимаю.

— Здравствуй, Миша — меня зовут Виктория Сергеевна. Я — психолог. Ты знаешь, чем занимаются психологи?

— Здравствуйте, да — знаю. У нас в классе часто проводят всякие тесты, где нужно отвечать на вопросы или тыкать ручкой в квадратики. Это нужно чтобы понять кем мы станем, когда вырастем.

— Прекрасно, что ты это понимаешь, — доброжелательно улыбнувшись, сказала я. — И кем ты хочешь стать, когда вырастешь?

— Спортсменом, — не задумываясь, ответил ребенок. — Мы с папой раньше часто ходили на футбол, поэтому я решил тоже начать заниматься. Наташа каждую неделю три раза водит меня в секцию.

— Значит ты в хорошей форме — это хорошо. А как насчет учебы — у тебя хорошие оценки?

— Вообще да, только с английским языком немного не получается, — отозвался мальчик и поспешно добавил. — Но я тут не виноват! У нас за год уже четвертая учительница и у каждой свои запросы! Сложно…

— Понимаю, — совершенно серьезно кивнула я. — У тебя много друзей?

— Не особо, — нахмурившись, признался ребенок. — На футболе много, а вот в классе — почти нет.

— Я их всех побил недавно, — нехотя ответил он. — У нас в классе появилась новенькая девочка — Ангелина. Они к ней цеплялись и обзывали — а мне это было неприятно, вот я им и объяснил, что так делать нельзя.

— Ты повел себя правильно, и я очень рада что ты решил поделиться со мной этим. Может тогда еще кое о чем расскажешь. Видишь ли, мне стало известно, что в последнее время ты стал тратить много денег в школе. Куда они все уходят?

— Я не могу сказать, — поджав губы, буркнул Михаил.

— Потому что твой папа и Наташа будут злы на тебя?

— А если я пообещаю, что они не станут на тебя сердиться?

— Поверь, им будет гораздо хуже, если ты не расскажешь.

— Я покупаю всякие разные вещи для Ангелины, — прерывисто ответил ребенок. — Скопил немного и купил ей новый рюкзак, чтобы над ней не смеялись из-за ее старого. Иногда покупаю ей в булочки в буфете или еще что-нибудь.

— Она очень бедно живет — вот я и помогаю, как могу.

— И почему ты это скрывал?

— Потому что эти деньги мне дают для учебы или на обеды, и Наташа очень расстроится если узнает, что я трачу их не на себя. Взрослые очень много времени тратят чтобы их заработать — папа уже несколько месяцев приезжает домой, когда я уже сплю.

— Ты прав, раз считаешь, что тратить деньги на другие цели — это плохо. Но, использовать их для помощи другу — это правильный поступок, ты не должен этого стыдится. Уверена, если ты расскажешь обо всем Наташе, то она будет только рада.

— Вы правда так думаете?

— Конечно, я ее сейчас позову, и ты сможешь сказать ей все то же самое что и мне. Увидишь — она тебя похвалит.

Следующие пять минут мальчик делился своей историей и тем, как он переживал, тратя деньги на девочку и скрывая это от родителей. Я специально не стала предупреждать мачеху о том, как ей следует реагировать, будучи уверенной что она поведет себя правильно. Она внимательно слушала, изредка задавая вопросы и миролюбиво улыбаясь.

— Но почему ты решил ей помогать?

— Ты же рассказывала мне о том, как тяжело тебе было в детстве и как тебя обижали в школе. Вот я и решил, что не хочу, чтобы Ангелине тоже было тяжело. Потому и начал помогать ей всем чем могу, а она мне постоянно объясняет задачи на уроках, если я что-то не понимаю.

— Хорошо, что ты решил ее защитить. Но зачем ты купил ей рюкзак — почему ее родители этого не сделали?

— Она живет с бабушкой — у нее маленькая пенсия, поэтому не всегда хватает денег на одежду и вещи. А у меня в отличие от нее есть папа и мама, вот я и подумал, что мог бы поделиться тем, что есть.

— Мама? — изумилась она. — Ты это про меня?

— Ну, ты же обо мне заботишься, и папу любишь — значит мама, — с совершенно искренней улыбкой, ответил пасынок.

— Мое ж ты Солнышко! — воскликнула женщина и заключила ребенка в объятия. По ее щекам покатились слезы и мне показалось что груз, который она так долго несла на себе наконец свалился с плеч. — Я так рада что ты помог этой девочке! Только в следующий раз, пожалуйста, не скрывай от меня такие вещи, а то я очень беспокоилась!

— Хорошо! — просипел Михаил, — Только отпусти, раздавишь!

— Да, конечно, — произнесла она и слегка разжала руки. Вытерев лицо так, чтобы не увидел ребенок, Наталья повернулась ко мне и одними губами прошептала. — Спасибо!