Современные суперкомпьютеры измеряются в петафлопсах (PetaFLOPS). Петафлопс это единица измерения производительности суперкомпьютеров равная миллиону миллиардов вычислений в секунду, или тысяче триллионов операций с плавающей запятой в секунду. Эти машины создаются для того, чтобы помочь учёным и метеорологам делать прогнозы относительно глобального потепления и погоды, для симуляции мозговой деятельности или эффектов глобального потепления, для совершенствования ядреной технологии и безопасности и для многих других целей по всему миру.
По словам старшего научного сотрудника Пекинского вычислительного центра (Beijing Computing Center), на данный момент используется лишь малая доля общей мощности этих монолитных суперкомпьютерных центров. Он говорит, что «Бум суперкомпьютеров хуже, чем ценовой пузырь на рынке недвижимости … [потому что] каким бы ни был современный компьютер, он станет бесполезным мусором через пять лет».
Несмотря на это заявление, многие страны продолжают инвестировать миллиарды долларов в гонку за усовершенствованными технологиями для того, чтобы стать главными игроками в технологичном и суперкомпьютерном мире. Вместо того, чтобы оценивать десять самых лучших суперкомпьютеров по скорости (она постоянно варьирует), мы представляем вашему вниманию десять самых впечатляющих суперкомпьютеров в ценовом плане.
10. «IBM Roadrunner» (США) – 130 миллионов долларов
«Roadrunner» был создан IBM для Лос-Аламосской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory) в Нью-Мексико, США. Он вступил в строй в 2008 году и был разработан в расчёте на пиковую производительность в 1,7 петафлопса. 25 мая 2008 года он достиг 1,026 петафлопсов, став первой в мире TOP500 Linpack системой, поддерживающей 1 петафлопс. Впоследствии он достиг пиковой производительности в 1.456 петафлопсов в ноябре того же года, сохранив своё лидерство в списке TOP500.
В 2008 году согласно списку «Supermicro Green500», «Roadrunner» был четвёртым по энергоэкономичности суперкомпьютером в мире. Суперкомпьютер был списан 31 марта 2013 года и заменён более маленьким по габаритам и более эффективным в энергопотреблении суперкомпьютером «Cielo». Цель «Roadrunner» была засекречена и состояла в расчёте старения ядерного арсенала США.
9. «Vulcan BlueGene/Q» (США) – 100 миллионов долларов
«Vulcan» это суперкомпьютерная система на 24 стойки, которая была разработана «IBM» для Министерства энергетики США. Она находится в Ливерморской национальной лаборатории имени Эрнеста Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory) в Ливерморе, штат Калифорния. Пиковая производительность этого суперкомпьютера составляет 5 петафлопсов и на данный момент он является девятым по скорости суперкомпьютером в мире, согласно Top500.org. «BlueGene/Q» является третьим поколением проектов «IBM» (после «BlueGene/L» и «BlueGene/P»), которые направлены на создание суперкомпьютеров, способных достичь скорости выполнения операций в пределах петафлопсов с более низким потреблением электроэнергии.
«Vulcan» вступил в эксплуатацию в 2013 году. Ливерморская национальная лаборатория имени Эрнеста Лоуренса использует его для проведения исследований в таких сферах как биология, физика плазмы, климатология, молекулярные системы, гидромеханика и для прочих сложных сфер исследования. Он также используется для поддержки миссий Министерства энергетики США и Национальной администрации по ядерной безопасности (National Nuclear Security Administration).
8. «SuperMUC» (Германия) – 111 миллионов долларов
На данный момент «SuperMUC» является 14-ым по скорости суперкомпьютером в мире. В 2013 году он был 10-ым по скорости суперкомпьютером в мире, однако учитывая ту скорость, с которой развиваются технологии, он не смог удержать свой статус. Тем не менее, он является вторым по скорости суперкомпьютером в Германии (уступая лишь JUQUEEN, который считается 8-ым по скорости в мире на данный момент). «SuperMUC» находится в ведении Лейбницкого суперкомпьютерного центра (Leibniz Supercomputing Centre) при Баварской академии наук (Bavarian Academy of Sciences). Он расположен рядом с Мюнхеном.
Система была создана «IBM», работает на Linux, содержит более 19 000 процессоров «Intel» и «Westmere-EX». Пиковая производительность этого суперкомпьютера составляет чуть более 3 петафлопсов. Эта система примечательна новым способом охлаждения, разработанным «IBM». Этот способ называется «Aquasar» и он включает в себя использование горячей воды для охлаждения процессоров. Этот дизайн позволяет сократить использование электроэнергии для охлаждения суперкомпьютера на 40 процентов.
«SuperMUC» используется европейскими учёными в целом ряде научных сфер, включая медицину, астрофизику, квантовую хромодинамику, вычислительную гидрогазодинамику, медико-биологические науки, вычислительную химию, геномный анализ и симуляции землетрясений.
7. «Trinity» (США) – 174 миллиона долларов
Учитывая то, для чего он используется, можно было бы ожидать, что суперкомпьютер «Trinity» будет ещё более дорогим. Однако благодаря более современным и мощным технологиям стало возможным параллельное снижение цены, связанной с созданием более новых и мощных суперкомпьютеров. Правительство США предложило производителю суперкомпьютеров «Cray» контракт на сумму в 174 миллиона долларов на создание этого суперкомпьютера «Cray XC», а также системы хранения «Cray Sonexion» для Национальной администрации по ядерной безопасности. «Trinity» будет использоваться для того, чтобы поддерживать эффективность ядерного арсенала США и для содержания его в целости и сохранности.
«Trinity» станет совместным проектом Сандийской национальной лаборатории (Sandia National Laboratory) и Лос-Аламосской национальной лаборатории, в рамках программы Прогнозного моделирования и вычислительной обработки данных (Advanced Simulation and Computing Program) Национальной администрации по ядерной безопасности. До сих пор неизвестно, когда именно «Trinity» будет сдана в эксплуатацию и будет ли эта система управлять ядерным арсеналом страны в том случае, если США понадобится запускать ядерные ракеты в условиях войны. В любом случае, будем надеяться, что «Trinity» находится в надёжных руках.
6. «Sequoia BlueGene/Q» (США) – 250 миллионов долларов
Суперкомпьютер петафлопсного класса «BlueGene/Q» под названием «Sequoia» был разработан «IBM», опять-таки 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 имени Эрнеста Лоуренса, где он тут же стал самым быстрым суперкомпьютером в мире, согласно списку TOP500.org. На данный момент он занимает третье место в мире по скорости с теоретическим пиком производительности в 20 петафлопсов или 20 триллионов вычислений в секунду.
«Sequoia» стал первым суперкомпьютером, которому удалось пересечь рубеж в 10 петафлопсов при стабильных эксплуатационных показателях. Система используется для поддержки побивших рекорды научных приложений. Например, «Кардиоидный код» (Cardioid code) – проект, который моделирует электрофизиологию человеческого сердца достиг почти 12 петафлопсов во время моделирования в режиме реального времени. Другими целями этого суперкомпьютера являются изучение астрономии, энергии, человеческого генома, климатических изменений и, конечно, ядерного оружия.
5. «ASC Purple» и «BlueGene/L» (США) – 290 миллионов долларов
Эта два суперкомпьютера идут в комплекте. В 2002 году Министерство энергетики США объявило о том, что они были заказаны у «IBM» по цене в 290 миллионов долларов. Они были установлены в 2005 году в Ливерморской национальной лаборатории имени Эрнеста Лоуренса и были сняты с эксплуатации в 2010 году. На тот момент «ASC Purple» занимал 66-ое место в списке суперкомпьютеров TOP500. «BlueGene/L» был более старой и менее хорошей моделью по сравнению с «BlueGene/Q», система которого на данный момент имплементирована на четырёх различных суперкомпьютерах, входящих в десятку лучших суперкомпьютеров в мире, согласно списку TOP500.
«ASCI Purple», находившийся в Ливерморской национальной лаборатории имени Эрнеста Лоуренса, был построен в рамках пятого этапа программы Прогнозного моделирования и вычислительной обработки данных Министерства энергетики США и Национальной администрации по ядерной безопасности. Он был создан для симуляции и замены реальных испытаний оружия массового уничтожения. «BlueGene/L» использовался в таких важных научных сферах как прогнозирование глобального изменения климата, а также изучение взаимодействия между плотностью атмосферы и загрязнением.
На тот момент во время пресс-конференции Министерство энергетики США заявило, что эти две системы обладали вычислительной мощностью, превышавшей в полтора раза вычислительную мощность 500 других суперкомпьютеров в списке TOP500 2002 года вместе взятых.
4. «Sierra» и «Summit» (США) – 325 миллионов долларов
«Nvidia» и «IBM» вскоре помогут Америке вернуть себе лидирующее место в сферах скорости суперкомпьютеров, технологического прогресса, научных исследований, экономики и национальной безопасности. Эти два суперкомпьютера, названные «Sierra» и «Summit», созданные с использованием мощных серверов «IBM Power Servers» и ускорителей графических процессоров «Nvidia» «Tesla», будут установлены в 2017 году.
На данный момент китайский суперкомпьютер «Tianhe-2» является самым быстрым в мире, способным достичь вычислительной мощности в 55 петафлопсов, что в два раза больше скорости, которую способен достичь суперкомпьютер, находящийся на втором месте в данном списке. Система «Sierra» будет без проблем выдавать 100 петафлопсов, в то время как «Summit» будет способен достичь 300 петафлопсов.
Цель «Sierra» в Ливерморской национальной лаборатории имени Эрнеста Лоуренса будет состоять в обеспечении безопасности и эффективности (вы угадали) ядерной программы страны. В то время как «Summit» заменит устаревший суперкомпьютер «Titan» в Национальной лаборатории Оук-Ридж (Oak Ridge National Laboratory), предназначающийся для тестирования приложений для научных исследований со всего мира.
3. «Tianhe-2» (Китай) – 390 миллионов долларов
Как мы уже упоминали выше, китайский суперкомпьютер «Tianhe-2» (название которого переводится как «Млечный Путь-2») на данный момент является самым высокоскоростным суперкомпьютером в мире. Он был разработан командой из 1300 учёных и инженеров и располагается в Национальном суперкомпьютерном центре в Гуанчжоу (Guangzhou). Начиная с 2013 года, он постоянно занимает первое место в списке TOP500 самых быстрых суперкомпьютеров в мире. Создание «Tianhe-2» было спонсировано и инициировано китайским правительством и администрацией провинции Гуанчжоу в рамках программы «863 High Technology Program». Он был построен китайским Оборонным научно-техническим университетом Народно-освободительной армии Китая (National University of Defense Technology) после того как правительство США отклонило просьбу компании «Intel» на получение лицензии на экспорт центральных процессоров и сопроцессорных плат. Это решение правительства США нанесло существенный удар по компании «Intel» и их поставщикам, а также вызвало затор в развитии информационных технологий страны, дав толчок китайской индустрии разработки процессоров.
«Tianhe-2» способен выполнять 33860 триллионов операций в секунду. Один час этих расчётов суперкомпьютера эквивалентен 1000 лет сложных подсчётов 1,3 миллиарда человек. Каким бы невероятным это ни казалось, будущее становится всё более светлым для информационных технологий. «Tianhe-2» используется для моделирования, анализа и работы правительственных приложений систем безопасности.
2. «Earth Simulator» (Япония) – 500 миллионов долларов
«Earth Simulator» был разработан правительством Японии ещё в 1997 году. Проект его создания обошёлся в 60 миллиардов йен или приблизительно 500 миллионов долларов при расчёте на сегодняшний день. Он был разработан в качестве сверх параллельной векторной суперкомпьютерной системы, используемой для запуска глобальных климатических моделей, а также для оценки последствий глобального потепления и проблем в геофизике твердой оболочки Земли.
Работа над «Earth Simulator» была завершена в 2002 году. Этот суперкомпьютер был разработан для Японского агентства аэрокосмических исследований (Japan’s Aerospace Exploration Agency), Японского научно-исследовательского института по атомной энергии (Japan Atomic Energy Research Institute) и Японского центра морских и наземных исследований и технологий (Japan Marine Science and Technology Center).
«Earth Simulator» был самым высокоскоростным суперкомпьютером в мире с 2002 по 2004 год. Как можно было бы предположить исходя из быстрого развития технологий, ему не удалось угнаться за современными суперкомпьютерами, однако он наделал много шума в начале 21-го века. «Earth Simulator» обладает несколькими функциями для защиты суперкомпьютера от землетрясений (резиновые опоры в системе сейсмической изоляции) и молний (высоковольтное защищённое гнездо, которое висит над зданием).
1. «Fujitsu K» (Япония) – 1,2 миллиарда долларов
Несмотря на то, что Япония располагает двумя самыми дорогими суперкомпьютерами в мире, страна, славящаяся своими технологическими достижениями, в последнее время почему-то отстаёт в гонке суперкомпьютеров. Тем не менее, суперкомпьютер «K», названный в честь японского слова «kei», что означает 10 квадриллионов, является четвёртым по скорости суперкомпьютером в мире с теоретическим пиком производительности в 11 петафлопсов. Система обошлась Японии в 140 миллиардов йен, или 1,2 миллиарда долларов.
В 2011 году TOP500 поставил «K» на первое место как самый высокоскоростной суперкомпьютер в мире, а в ноябре 2011 году года система стала первым суперкомпьютером, который официально перешёл за отметку в 10 петафлопсов. В 2012 году «K» уступил место «Sequoia» от «IBM», который на тот момент стал самым быстрым суперкомпьютером в мире. «K» расположенный в Институте передовых вычислительных технологий RIKEN (RIKEN Advanced Institute for Computational Science) в 60 раз быстрее «Earth Simulator». Обслуживание «K» обходится в 10 миллионов долларов в год. Он использует 9.89 мегаватт электроэнергии, что эквивалентно количеству электроэнергии, используемому почти 10 000 частных домов или одним миллионом связанных персональных компьютеров.
