Суперкомпьютеры: титаны вычислений

Облачная инфраструктура AI Bridging

Скорость: 19.8 петафлопс Ядра: 391,680

Поставщик: Fujitsu Расположение: Национальный институт передовых промышленных наук и технологий, Япония.

Это первая в мире крупномасштабная вычислительная инфраструктура с открытым ИИ, которая обеспечивает 32,577 петафлопс пиковой производительности. Она насчитывает 1088 узлов, каждый из которых содержит 2 золотых процессора Intel Xenon Gold Scalable, 4 GPU NVIDIA Tesla V100, 2 HCA InfiniBand EDR и 1 твердотельный накопитель NVMe.

Fujitsu Limited утверждает, что суперкомпьютер может достичь 20-кратной тепловой плотности обычных центров обработки данных и охлаждающей способности стойки мощностью 70 кВт с использованием горячей воды и воздушного охлаждения.

Программное обеспечение суперкомпьютеров

Наиболее распространёнными программными средствами суперкомпьютеров, так же, как и параллельных или распределённых компьютерных систем, являются интерфейсы программирования приложений (API) на основе MPI и PVM, и решения на базе открытого программного обеспечения, наподобие Beowulf и openMosix, позволяющего создавать виртуальные суперкомпьютеры даже на базе обыкновенных рабочих станций и персональных компьютеров. Для быстрого подключения новых вычислительных узлов в состав узкоспециализированных кластеров применяются технологии наподобие ZeroConf. Примером может служить реализация рендеринга в программном обеспечении Shake, распространяемом компанией Apple. Для объединения ресурсов компьютеров, выполняющих программу Shake, достаточно разместить их в общем сегменте локальной вычислительной сети.

В настоящее время границы между суперкомпьютерным и общеупотребимым программным обеспечением сильно размыты и продолжают размываться ещё более вместе с проникновением технологий параллелизации и многоядерности в процессорные устройства персональных компьютеров и рабочих станций. Исключительно суперкомпьютерным программным обеспечением сегодня можно назвать лишь специализированные программные средства для управления и мониторинга конкретных типов компьютеров, а также уникальные программные среды, создаваемые в вычислительных центрах под «собственные», уникальные конфигурации суперкомпьютерных систем.

1.

IBM Roadrunner (США) — 130 млн долларов
Roadrunner был построен IBM в 2008 году для Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Нью-Мексико, США). Он стал первым в мире компьютером, средняя рабочая производительность которого превысила 1 петафлопс. При этом он был рассчитан на максимальную производительность в 1,7 петафлопса. Согласно списку 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.

Российские взлеты и падения в мировом Top 500

Рекордное число российских суперкомпьютеров было представлено в редакции Топ-500 за июнь 2011 г., когда в него вошли 12 отечественных систем, с общей вычислительной мощностью 2,277% от суммарной производительности рейтинга.

Идеальный шторм на рынке полупроводников: вызовы и возможности
Бизнес

Далее последовал спад: в рейтинге ноября 2011 г. осталось всего пять российских систем. Следующий подъем был зарегистрирован в Топ-500 ноября 2014 г., где от России в топ вошло девять систем. Тогда «Ломоносов-2» занимал 22 строчку мирового списка, при этом Россия по количеству систем делила 7-10 места с Южной Кореей, Индией и Австралией.

С 2014 г. число российских суперкомпьютеров в мировом топе составляло от трех до пяти систем, пока по результатам июля 2019 г. не снизилось всего до двух систем – самый низкий рейтинг страны с ноября 2006 г. Сегодня в Топ-500 также входят некоторые зарубежные системы, созданные российскими компаниями.

3.

SuperMUC (Германия) — 111 млн долларов
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 19 000 процессоров Intel и Westmere-EX, а также имеет пиковую производительность чуть более 3 петафлопсов. SuperMUC используется европейскими исследователями в области медицины, астрофизики, квантовой хромодинамики, вычислительной гидродинамики, вычислительной химии, анализа генома и моделирования землетрясений.

2010: HP и IBM доминируют на рынке суперкомпьютеров

Производители суперкомпьютеров мира по данным Top500.org. Критерий: количество произведенных моделей

Производители суперкомпьютеров мира по данным Top500.org. Критерий: производительность

Суперкомпьютер IBM Roadrunner продолжает являться самым производительным суперкомпьютером в мире. IBM построили этот компьютер для Министерства Энергетики США. Он построен по гибридной схеме из 6 500 двухъядерных процессоров AMD Opteron и почти 13 000 процессоров IBM Cell 8i в специальных стойках TriBlades, соединенных с помощью Infiniband. Суперкомпьютер Roadrunner работает под управлением Linux и управляется по xCAT. Он занимает приблизительно 1100 квадратных метров, и весит 226 тонн. Энергопотребление — 3,9 мегаватт. Вступил в строй в июне 2008. Стоимость IBM Roadrunner составила 133 миллиона долларов.

Суперкомпьютер IBM Roadrunner используется для моделирования военных действий и взрывов Министерством обороны США.

Суперкомпьютеры мира по данным Top500.org

Бои за кибернетику

​В те же годы Китов получил доступ в спецхран — это отделение библиотеки с литературой, закрытой для большинства посетителей по идеологическим соображениям. Там молодой учёный прочитал «Кибернетику» американского учёного Винера, которой присвоили гриф «Совершенно секретно».

До начала 1950-х кибернетика, как и генетика, считалась в СССР «теорией, предельно враждебной народу и науке». А ещё говорили, что машины отберут хлеб и рабочие места у «классово сознательных пролетариев». Вот как о кибернетике писали в Философском словаре (1954): «Поджигатели новой мировой войны используют кибернетику в своих грязных практических делах… для разработки новых приёмов массового истребления людей».

Китов понимал, что это не так, и написал статью «Основные черты кибернетики» о пользе компьютеров в экономике и военном деле. А также рассказал, как преуспел Запад и как ошибались советские философы, приняв новую науку в штыки.

Tianhe-2 / Млечный путь-2

• Местоположение: Китай
• Производительность: 33,86 петафлопс
• Теоретический максимум производительности: 54,9 петафлопс
• Мощность: 17,6 МВт

С момента своего первого запуска «Тяньхэ-2», или «Млечный-путь-2», вот уже около двух лет является лидером Top-500. Этот монстр почти в два раза превосходит по производительности №2 в рейтинге – суперкомпьютер TITAN.

Разработанный Оборонным научно-техническим университетом Народно-освободительной армии КНР и компанией Inspur, «Тяньхэ-2» состоит из 16 тысяч узлов с общим количеством ядер в 3,12 миллиона. Оперативная память всей это колоссальной конструкции, занимающей 720 квадратных метров, составляет 1,4 петабайт, а запоминающего устройства – 12,4 петабайт.

«Млечный путь-2» был сконструирован по инициативе китайского правительства, поэтому нет ничего удивительного в том, что его беспрецедентная мощь служит, судя по всему, нуждам государства. Официально было заявлено, что суперкомпьютер занимается различными моделированиями, анализом огромного количества данных, а также обеспечением государственной безопасности Китая.

Учитывая секретность, свойственную военным проектам КНР, остается лишь догадываться, какое именно применение время от времени получает «Млечный путь-2» в руках китайской армии.

Суперкомпьютер Tianhe-2

Piz Daint – Cray XC30

• Местоположение: Швейцария
• Производительность: 6,27 петафлопс
• Теоретический максимум производительности: 7,78 петафлопс
• Мощность: 2,3 МВт

Швейцарский национальный суперкомпьютерный центр (CSCS) может похвастаться мощнейшим суперкомпьютером в Европе. Piz Daint, названный так в честь альпийской горы, был разработан компанией Cray и принадлежит к семейству XC30, в рамках которого является наиболее производительным.

Piz Daint применяется для различных исследовательских целей, вроде компьютерного моделирования в области физики высоких энергий.

Суперкомпьютер Piz Daint 

Харакеристики производительности Супер-ЭВМ

За полвека производительность компьютеров выросла более, чем в семьсот миллионов раз. При этом выигрыш в быстродействии, связанный с уменьшением времени такта с 2 микросекунд до 1.8 наносекунд, составляет лишь около 1000 раз.Использование новых решений в архитектуре компьютеров. Основное место среди них занимает принцип параллельной обработки данных, воплощающий идею одновременного (параллельного) выполнения нескольких действий.
Параллельная обработка данных, воплощая идею одновременного выполнения нескольких действий, имеет две разновидности: конвейерность и собственно параллельность.Параллельная обработка данных, воплощая идею одновременного выполнения нескольких действий, имеет две разновидности: конвейерность и собственно параллельность.

Параллельная обработка. Если некое устройство выполняет одну операцию за единицу времени, то тысячу операций оно выполнит за тысячу единиц. Если предположить, что есть пять таких же независимых устройств, способных работать одновременно, то ту же тысячу операций система из пяти устройств может выполнить уже не за тысячу, а за двести единиц времени. Аналогично система из N устройств ту же работу выполнит за 1000/N единиц времени. Подобные аналогии можно найти и в жизни: если один солдат вскопает огород за 10 часов, то рота солдат из пятидесяти человек с такими же способностями, работая одновременно, справятся с той же работой за 12 минут — принцип параллельности в действии!

Конвейерная обработкаЦелое множество мелких операций таких, как сравнение порядков, выравнивание порядков, сложение мантисс, нормализация и т.п. Процессоры первых компьютеров выполняли все эти «микрооперации» для каждой пары аргументов последовательно одна за одной до тех пор, пока не доходили до окончательного результата, и лишь после этого переходили к обработке следующей пары слагаемых.

Все самые первые компьютеры (EDSAC, EDVAC, UNIVAC) имели разрядно-последовательную память, из которой слова считывались последовательно бит за битом. Первым коммерчески доступным компьютером, использующим разрядно-параллельную память (на CRT) и разрядно-параллельную арифметику, стал IBM 701, а наибольшую популярность получила модель IBM 704 (продано 150 экз.), в которой, помимо сказанного, была впервые применена память на ферритовых сердечниках и аппаратное АУ с плавающей точкой.
Иерархия памяти.Иерархия памяти пямого отношения к параллелизму не имеет, однако, безусловно, относится к тем особенностям архитектуры компьютеров, которые имеет огромное значение для повышения их производительности (сглаживание разницы между скоростью работы процессора и временем выборки из памяти). Основные уровни: регистры, кэш-память, оперативная память, дисковая память. Время выборки по уровням памяти от дисковой памяти к регистрам уменьшается, стоимость в пересчете на 1 слово (байт) растет. В настоящее время, подобная иерархия поддерживается даже на персональных компьютерах.

В настоящее время исрльзуются:

1. Векторно-конвейерные компьютеры. Конвейерные функциональные устройства и набор векторных команд

2. Массивно-параллельные компьютеры с распределенной памятью.

3. Параллельные компьютеры с общей памятью. Вся оперативная память таких компьютеров разделяется несколькими одинаковыми процессорами

4.Использование параллельных вычислительных систем

Применение

Суперкомпьютеры используются во всех сферах:

• где для решения задачи применяется численное моделирование, сопряженное с очень большим объемом сложных вычислений;
• там, где требуется огромный объём сложных вычислений, обработка большого количества данных в реальном времени, или решение задачи может быть найдено простым перебором множества значений множества исходных параметров (см. Метод Монте-Карло).

Совершенствование методов численного моделирования происходило одновременно с совершенствованием вычислительных машин, — чем сложнее были задачи, тем выше были требования к создаваемым машинам. Чем быстрее были машины, тем сложнее были задачи, которые на них можно было решать. Поначалу суперкомпьютеры применялись почти исключительно для оборонных задач: расчёты по ядерному и термоядерному оружию, ядерным реакторам, проектированию подводных кораблей. Потом, по мере совершенствования математического аппарата численного моделирования, развития знаний в других сферах науки — суперкомпьютеры стали применяться и в «мирных» расчётах, создавая новые научные дисциплины, как то:

• численный прогноз погоды,
• вычислительная биология и медицина,
• вычислительная химия,
• вычислительная гидродинамика,
• вычислительная лингвистика и проч., — где достижения информатики сливались с достижениями прикладной науки.

Ниже приведён далеко не полный список областей применения суперкомпьютеров:

• Математические проблемы:
  • Криптография
  • Статистика

• Физика высоких энергий:
  • Ядерная физика, физика плазмы, анализ данных экспериментов, проведённых на ускорителях микрочастиц
  • разработка и совершенствование атомного и термоядерного оружия, управление ядерным арсеналом, моделирование ядерных взрывов
  • моделирование жизненного цикла ядерных топливных элементов, проекты ядерных и термоядерных реакторов

• Наука о Земле:
  • прогноз погоды, состояния морей и океанов
  • предсказание эволюции климата и её последствий
  • исследование процессов, происходящих в земной коре, для предсказания землетрясений и извержений вулканов
  • анализ данных геологической разведки для поиска и оценки нефтяных и газовых месторождений, моделирование процесса выработки месторождений
  • моделирование растекания рек во время паводка, растекания нефти во время аварий

Вычислительная биология: фолдинг белка, расшифровка ДНК

Вычислительная химия и медицина: изучение строения вещества и природы химической связи как в изолированных молекулах, так и в конденсированном состоянии, поиск и создание новых катализаторов и лекарств

• Физика:
  • газодинамика: турбины электростанций, горение топлива, аэродинамические процессы для создания совершенных форм крыла, фюзеляжей самолетов, ракет, кузовов автомобилей
  • гидродинамика: течение жидкостей по трубам, по руслам рек
  • материаловедение: создание новых материалов с заданными свойствами, анализ распределения динамических нагрузок в конструкциях, моделирование крэш-тестов при конструировании автомобилей
• в качестве сервера для искусственных нейронных сетей
• создание принципиально новых способов вычисления и обработки информации (Квантовый компьютер, Искусственный интеллект)

Россия захватывает Top500

Еще в июне 2021 г. в рейтинге Top500 было представлено лишь три российских суперкомпьютера, которым не было места даже первой полусотне. Это Christofari Сбербанка (61 место), «Ломоносов-2» МГУ (199 место) и GROM оператора МТС (240 место).

В ноябре 2021 г. ситуация значительно изменилась. В дополнение к трем суперкомпьютерам «Яндекса» в рейтинг ворвался новейший Christofari Neo, показанный Сбербанком в начале ноября 2021 г. он занял 43 строчку, а оригинальный Christofari находится на 72 позиции.

В обновленном рейтинге Top500 «Ломоносову-2» присуждено 241 место. МТС GROM находится на 294 строчке.

В итоге Россия теперь представлена в Top500 сразу семью суперкомпьютерами. С одной стороны, это много, но, с другой, это всего лишь 1,4% от суммарного их числа и 10 место в общем зачете стран.

В первую пятерку вошли Китай (173 компьютера, 34,6%), США, (143, 29,8%), Япония (32, 6,4%), Германия (26, 5,2%) и Франция (19, 3,8%). Также впереди России оказались Голландия, Канада, Великобритания и Южная Корея.

2015: Запрет на вывоз из КНР супер-ПК мощностью от 8 терафлопс

В начале августа 2015 года стало известно об ограничениях, наложенных китайскими властями на экспорт суперкомпьютеров по соображениям национальной безопасности.

Как сообщает Reuters со ссылкой на государственное информационное агентство «Синьхуа», с 15 августа 2015 года из КНР будет запрещено вывозить компьютерные системы вычислительной мощностью более 8 терафлопс, которая примерно соответствует производительности четырех игровых консолей Sony PlayStation 4. Для сравнения, китайский суперкомпьютер Tianhe-2, который к августу 2015 года считается самым мощным в мире, способен обрабатывать 34 трлн операций в секунду (34 терафлопс).

В Китае запретили экспорт мощных компьютеров и высокотехнологичных дронов по соображениям национальной безопасности

Компании, поставляющие мощные компьютеры за рубеж, должны будут получать специальные лицензии, в которых прописаны новые требования к экспортируемому оборудованию.

Ограничения на вывоз вычислительных решений в Китае последовали после того, как США наложили ряд запретов на использование китайских ИТ-продуктов американскими компаниями. Кроме того, в апреле 2015 года власти США ввели эмбарго на поставки технологий Intel китайским фирмам, обеспечивающим работу Tianhe-2.

Помимо суперкомпьютеров, в Китае запретили экспорт беспилотных летательных аппаратов. С середины августа 2015 года из Поднебесной нельзя будет вывозить дронов, способных в условиях порывистого ветра подниматься на высоту более 15 тыс. метров и летать более одного часа. Это не касается потребительских беспилотников, имеющих невысокую дальность полета.

В Китае опасаются, что управляемые дистанционно высокотехнологичные летательные аппараты попадут в руки террористов. Еще одной причиной ограничения вывоза дронов является защита прав на интеллектуальную собственность.

По мнению аналитика Forrester Research Гэнэ Цао (Gene Cao), запрет на экспорт суперкомпьютеров подтверждает мировое лидерство Китая в производстве этого вида вычислительной техники и имеет большое значение для отрасли.

«Эльбрус» для Минобороны

Как выяснил CNews,
Минпромторг готов потратить 7,1 млрд руб. на разработку микропроцессора «Эльбрус-32С»
под задачи Минобороны. Тематический тендер под шифром «Процессор-32» был опубликован
на сайте госзакупок 8 ноября 2021 г. Заявки на открытый конкурс принимают до 30
ноября. Итоги будут подведены 3 декабря.

Целью работ станет создание универсального 32-ядерного
микропроцессора для построения вычислительных систем в классе
высокопроизводительных серверов и СХД высшего уровня
производительности и суперЭВМ, говорится в техническом задании. Работы должны
быть завершены 30 ноября 2026 г. По итогам проекта будет создана одна партия опытных образцов «Эльбрус-32С», а также ПО поддержки архитектуры этого микропроцессора.

Как рассказали CNews представители Минпромторга, техническое задание данного
тендера было «точечно» проработано под Минобороны. При этом в компании МЦСТ (разработчик
процессоров «Эльбрус») против «милитаристской» ориентированности проекта возражают. «Деньги выделяет Минпромторг и ведомство
ориентировано на гражданскую продукцию, — отмечают представители МЦСТ. — Данный процессор разрабатывается для
широкого круга задач: сервера обработки данных, баз данных, систем хранения
данных в коммерческих компаниях и компаниях с госучастием».

Как измеряется производительность суперкомпьютеров?

Вычислительные способности самых мощных компьютеров мира в 2021 году измеряются во «флопсах» — количестве операций с числами с плавающей точкой в секунду. Обычно для компьютеров используют MIPS — количество операций в секунду, выраженное в миллионных числах, но так как «числодробилки» чаще всего работают с вещественными числами высокой точности вместо целых чисел, именно FLOPS является оптимальной мерой вычисления. Это путь и приблизительный, но объективный критерий сравнения мощных компьютерных систем.

1. Производительность в 1 миллиард флопс в секунду, то есть 1 Гигафлопс была достигнута суперкомпьютером NEC SX-2 в 1983 году
2. 1 триллион флопс в секунду, то есть 1 Тфлопс «пробит» в 1996 году машиной ASCI Red
3. 1 квадриллион флопс, то есть 1 Петафлопс превышен моделью IBM Roadrunner в 2008 г.
4. 1 квинтиллион операций в секунду будут способны выполнять экзафлопсные компьютеры к 2021-2022 годам.

Так какой же компьютер самый мощный в мире прямо сейчас?

В тридцатке сильнейших в мире

Согласно данным мирового рейтинга суперкомпьютеров Топ-500, в его последнюю 54 редакцию от ноября 2019 г. вошли три российских вычислительных комплекса. На 29 строчке разместился дебютант мирового Топ-500, суперкомпьютер Christofari, представленный Sbercloud (Сбербанк) всего две недели назад.

На позиции под номером 107 разместился суперкомпьютер «Ломоносов-2» вычислительного центра МГУ, долгое время возглавлявший рейтинг топ-50 мощнейших компьютеров России и СНГ. В предыдущей – 53 редакции мирового рейтинга Топ-500 за июль 2019 г, «Ломоносов-2» занимал 93 позицию.

Строчку под номером 465 в новейшем Топ-500 заняла система Cray XC40, установленная в Росгидромете. В предыдущей редакции Топ-500 этот суперкомпьютер находился на 364 месте.

Таким образом, позиция России впервые за несколько редакций Топ-500 значительно улучшилась – как по количеству систем в рейтинге, так и по суммарной мощности представленных систем.

10 самых мощных суперкомпьютеров в мире

После того, как мы рассказали вам о невероятных технических характеристиках этого типа оборудования, мы не могли бы закончить, не сказав вам, какие самые мощные суперкомпьютеры были изготовлены.

Шахин II

Он был построен Cry.Inc совместно с Университетом науки и технологии короля Абдаллы, который сейчас является его владельцем. Он используется с 2015 года на этих объектах.

С ОС Linux, Cray, невозможно не удивиться, узнав, что в его процессоре почти 200 000 ядер , что, кстати, является Xeon E5-2698v3 16C . Это означает выход 5537 TFLOP/с. Еще более удивительным является знание вашей потребности в энергии, которая составляет «всего» 2800 кВт.

Хейзел Курица

Cray.Inc отвечает за проектирование и производство в 2015 году Hazel Hen, суперкомпьютера на 41 кабину с Xeon E5-2680v3 12C с ядрами 185088 . Его производительность составляет 7,42 PetaFLOPS/s . Операционная система такая же, как и в предыдущем случае. В этом случае мы должны, хотя средняя мощность неизвестна, она достаточно эффективна, с максимальной известной величиной в 1512 кВт.

Piz Daint

Cray.Inc также несет ответственность за это производство, которое идет напрямую в Швейцарию, где оно находится с 2013 года, в частности в Национальном суперкомпьютерном центре. Сегодня лучший суперкомпьютер на континенте .

Это достигается благодаря процессору Xeon E5-2670 8C , работающему на частоте 2,6 ГГц и ядру 115984 , его 28 кабинам и теоретической производительности 7,8 петаFLOPS, которые мы видели который в процессе удваивается, достигнув уже 19,6 петаФЛОПС . Мы повторяем ТАК.

Троица

Он используется министерством энергетики США. UU., Национальное управление по ядерной безопасности и Лос-Аламосская национальная лаборатория, где оно в настоящее время находится.

Мы повторяем информацию о производителе и операционной системе и обнаруживаем Xeon E5-2698v3 16C с частотой 2,3 ГГц, который включает в себя более 380000 ядер . Достигнутая им обработка превышает 27000 теоретических TFLOPS/s . Его память составляет 365056 ГБ.

Тяньхэ-2

Мы нашли его в Китае, в суперкомпьютерном центре. Его производителем был NUDT, который начал работать в Гуанчжоу в 2013 году.

Его операционная система-Kylin Linux, процессор- Intel Xeon E5-2692v2 12C с частотой 2,2 ГГц и 3,12 миллиона ядер . Таким образом, он способен давать 33,86 тФлоп/с , работая при 17808 кВт.

Sunway TaihuLight

Мы закончили список с другим суперкомпьютером, расположенным в Китае, в Центре суперкомпьютеров в Уси. Производство в этом случае произошло из рук NRCPC и начало функционировать совсем недавно, в 2016 году.

Его операционная система является эксклюзивной, Sunway RaiseOS 2.0.5, которая основана на Linux. У него более 10 миллионов ядер в процессоре Sunway SW26010 260C с тактовой частотой 1,45 ГГц. Мы получаем производительность 93 TFlops при 15371 кВт.

K компьютер

Еще одна замечательная машина, на этот раз японская, которая работает с SPARC64 VIIIfx на частоте 2 ГГц с 700 000 ядер . Производительность, которую он предлагает, достигает 10,5 TFLOP в секунду . В свою очередь, выходная мощность составляет 12659 кВт. ОС Linux. У нас это есть в Центре передовых компьютерных наук RIKEN.

Sequoia

IBM отвечала за производство этого устройства в 2012 году, специально для Национальной администрации ядерной безопасности США, находящейся в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса.

Его процессор представляет собой Power BQC 16C с миллионом с половиной ядер , а также производительность более чем 17 TFlop/s . Работа с линуксом Его потребляемая мощность составляет 7890 кВт.

Титан

Он дает скорость 17,59 петафлопс благодаря своему Opteron 6274 16C с частотой 2,2 ГГц более полумиллиона ядер . Он имеет Cray Linux Enviroment и графический процессор Nvidia. Завод Cray.Inc находится в Национальной лаборатории Ок-Риджем в США.

Look

Завод IBM в 2012 году и с тех пор находится в Аргоннской национальной лаборатории. В данном случае процессор представляет собой Power BQC 16C с почти 800 000 ядер . Производительность превышает 8586 TFLOPS/с каждую секунду. Он имеет Linux и работает на 3945 кВт.

2014

Новый, самый мощный в России суперкомпьютер в МГУ — 2,57 Пфлопс

18 ноября 2014 года российский производитель суперкомпьютеров «Т-Платформы» сообщил, что завершает тестирование и пуско-наладку новой высокопроизводительной вычислительной системы для МГУ с пиковой производительностью 2,57 Пфлопс. В ноябрьском рейтинге Топ-500 мощнейших суперкомпьютеров мира эта система заняла 22 место. .

Рейтинг 50 крупнейших суперкомпьютеров в России

На конференции «Научный сервис в сети Интернет» состоялось объявление очередной редакции списка 50 самых высокопроизводительных компьютеров в России. Конференция проведена с 22 по 27 сентября 2014 года в Абрау-Дюрсо.

Пять самых быстрых вычислительных машин создали компании Т-Платформы, Hewlett-Packard, Группа компаний РСК.

Рейтинг TOP 50 самых быстрых суперкомпьютеров России. 21-я редакция рейтинга от 23 сентября 2014 года.

5 суперкомпьютеров HP вошли в новую редакцию TOP-50 самых высокопроизводительных систем России. Компания опередила всех вендоров по количеству её систем, вошедших в последнюю редакцию списка. В рейтинг заявлено 19 систем.

HP System X — второе место в рейтинге. Суперкомпьютер состоит из 150 узлов, каждый из которых – сервер HP ProLiant SL270 G8 с двумя процессорами Intel Xeon E5-2660 и тремя ГПУ nVidia Tesla K20. Коммуникационная сеть MPI – GbEthernet. Максимально достигнутая производительность (Rmax) по тесту Linpack составила 408 980 TFLOPS. Эффективность 71,9%.

HP System Z — 16 строка рейтинга. Суперкомпьютер создан из 60 узлов конфигурации, аналогичной HP System X, но использованы ГПУ nVidia M2070Q. Коммуникационная сеть MPI GbEthernet. Максимальная производительность – 60 643 TFLOPS.

HP System Y — третья система заняла 18 место. Суперкомпьютер построен из 30 аналогичных предыдущим узлов с ГПУ nVidia M2090. Коммуникационная сеть MPI – GbEthernet. Максимальная производительность машины – 52 783 TFLOPS.

Перечисленные системы установлены в интересах одного поставщика ИТ-услуг и применяются для работы ПО, активно использующего возможности векторных вычислений.

PTG-hp Seismic 3 заняла 44 место. Суперкомпьютер содержит 128 двухпроцессорных узлов без применения ускорителей. Максимальная производительность – 23 344 TFLOPS. Основа этого суперкомпьютера заложена несколько лет назад и после серии модернизаций, последняя из которых завершена летом 2014 года, машина достигла уровня быстродействия самых высокопроизводительных систем России. Суперкомпьютер установлен в московском офисе компании «ПетроТрейс Глобал» и используется для обработки и анализа сейсмических данных при поисках нефти и газа.

Cherry занимает 49 место. Пятая система HP в рейтинге. В составе суперкомпьютера 64 узла, каждый из них – это сервер HP ProLiant SL230 с установленными двумя процессорами Intel Xeon E5-2670 без применения ускорителей. Эта система демонстрировала максимальную производительность в 18 085 TFLOPS. Суперкомпьютер установлен в Национальном исследовательском технологическом университете «МИСиС».

Все системы HP, вошедшие в рейтинг, созданы с применением стандартных технологий и используют для охлаждения воздух.

Суперкомпьютер Tianhe-2A

Скорость: 61.4 петафлопс Ядра: 4,981,760

Поставщик: NUDT Расположение: Национальный суперкомпьютерный центр в Гуанчжоу, Китай

Обладая более чем 16 000 компьютерными узлами, Tianhe-2A представляет собой крупнейшую в мире установку процессоров Intel Ivy Bridge и Xeon Phi. Хотя каждый узел имеет 88 гигабайт памяти, общая память (процессор+сопроцессор) составляет 1375 тебибайт.

Китай потратил 2,4 миллиарда юаней (390 миллионов долларов США) на строительство этого суперкомпьютера. В настоящее время он в основном используется в приложениях моделирования, анализа и государственной безопасности.

Top500

Начиная с 1993, суперкомпьютеры ранжируют в списке Top500. Список составляется на основе теста LINPACK по решению системы линейных алгебраических уравнений, являющейся общей задачей для численного моделирования.

Самым мощным суперкомпьютером в июне 2021 году по этому списку стал Фугаку, работающий в Центре вычислительных наук Института физико-химических исследований (RIKEN) в Кобе, Япония. Скорость вычислений, производимых им, составляет 442.01 петафлопс (10 в 15 степени вычислительных операций с плавающей запятой в секунду). По этому показателю он в три раза быстрее и в три раза эффективнее предыдущего рекордсмена — Summit, работающего в Ок-Риджской национальной лаборатории в Ок-Ридж, США.

Распределение суперкомпьютеров из списка Top500 по странам мира (июнь 2021 года)

Страна	Количество суперкомпьютеров
Китай	187
США	122
Япония	35
Германия	23
Франция	16
Голландия	16
Ирландия	14
Великобритания	11
Канада	11
Италия	6
Бразилия	6
Саудовская Аравия	6
Южная Корея	5
Польша	4
Сингапур	4
Россия	3
Швейцария	3
Норвегия	3
Швеция	3
Индия	3
Словения	2
Австралия	2
Люксембург	2
ОАЭ	2
Финляндия	2
Чехия	2
Тайвань	2
Болгария	1
Марокко	1
Австрия	1
Гонконг	1
Испания	1

На всех суперкомпьютерах из списка Top500 по состоянию на июнь 2021 года используется операционная система Linux. Linux стал использоваться на всех суперкомпьютерах списка с ноября 2017 года, вытеснив последним операционную систему UNIX OS.

Из Linux-систем 64,2 % не детализируют дистрибутив, 12,6 % используют CentOS, 8,6 % — Cray Linux, 5 % — SUSE, 3 % — RHEL, 0,6 % — Scientific Linux, 0,6 % — Ubuntu.

Для чего нужны суперкомпьютеры и как они используются?

С момента своего рождения суперкомпьютеры преследовали очень конкретные цели. S и предназначен для выполнения операций по расчету объемного объема за очень короткие промежутки времени (миллионы секунд в секунду).

Это основная функция, которую имеют все они, хотя цель может сильно отличаться . Например, мы будем говорить о предсказаниях погоды, проблемах квантовой физики, физическом, пространственном и ядерном моделировании, исследованиях изменения климата, исследованиях биологических процессов человеческого организма и его последствий для болезней и работе над проблемами, которые еще предстоит решить. …

Таким образом, основными пользователями этих машин являются крупные корпорации и организации, такие как академические, правительственные, военные и , в некоторых случаях бизнес для крупных многонациональных корпораций.