Суперкомпьютеры — это высокопроизводительные вычислительные машины, которые предназначены для выполнения большого объема сложных и ресурсоемких вычислений. Они могут занимать целые здания, в них обычно используются тысячи процессоров. С помощью суперкомпьютеров можно, например, моделировать изменения климата, создавать компьютерные модели человеческого мозга, реконструировать миллиарды лет эволюции Вселенной, тестировать надежность ключей шифрования. Сейчас эти устройства в основном применяются в промышленности (50,2%), в исследовательских (21,2%) и академических (19%) целях (источник: top500.org), но многие суперкомпьютеры могут выполнять те же задачи, что и привычные нам ПК. Хотя с учетом затрат на сооружение и обслуживание ИТ-инфраструктуры таких огромных систем, конечно, это было бы совсем нерационально.
Как определяется рейтинг?
На данный момент в мире насчитываются сотни суперкомпьютеров, но каждые полгода специалисты определяют самые мощные из них и составляют рейтинг «топ-500» (в рамках проекта с одноименным названием). Чтобы попасть в этот список, «претенденты» проходят тест на скорость LINPACK, для чего компьютер должен решить громоздкую систему линейных уравнений. Результат теста измеряется в флопасх (flops — floating-point operations per second) и показывает количество выполняемых машиной операций (число с плавающей запятой) за секунду. Поскольку сам тест часто подвергался критике за несовершенство, а определять суперкомпьютер согласно веселой классификации из восьмидесятых («тот, который весит больше тонны») неубедительно, сейчас также применяется тест High-Performance Conjugate Gradient (HPCG). Он расширяет набор тестовых вычислительных задач, включая, например, расчеты с использованием разреженных матриц.
Борьба за лидерство
Согласно данным на июнь 2018 года, самым мощным компьютером является Summit, разработанный компанией IBM и отвоевавший первое место у предыдущего лидера — китайского Sunway TaihuLight.
Summit расположен в Национальной лаборатории Оук-Ридж, принадлежащей Министерству энергетики США. На данный момент его производительность составляет 122 300 терафлопсов, то есть он может проводить более 122 квадриллионов операций с плавающей запятой в секунду. Этот суперкомпьютер содержит 4356 узлов, каждый из которых оборудован двумя 22-ядерными процессорами Power9 и шестью процессорами NVIDIA Tesla V100. Узлы сообщаются между собой с помощью сети InfiniBand, использующей коммутаторы dual-rail EDR от компании Mellanox.
Интересно, что предыдущие пять лет лидерство в вычислительной мощности попеременно захватывали китайские суперкомпьютеры Tianhe-2 и Sunway TaihuLight и только в 2018 году они уступили позиции «американцу». Однако это никак не помешало Китаю стать первым по количеству этих устройств, так как именно на территории КНР их насчитывается 206 (для сравнения: в США лишь 124).
Украинские компьютеры пока в рейтинг не вошли, а из российских самую высокую позицию (72 место) занимает «Ломоносов», расположенный в научно-вычислительном центре МГУ. На последнем, 500-м, месте рейтинга оказался находящийся в Швейцарии суперкомпьютер Blue Gene, который задействован в моделировании мозга, в частности колонок коры головного мозга мыши.
Заключение
Напомним, что рейтинг суперкомпьютеров TOP500 пересматривается каждые полгода, поэтому не исключено, что скоро в списке появятся новые позиции и определится новый лидер. Хотя, скорее всего, глобальных изменений не предвидится, и за первое место традиционно будут бороться Китай и США.
