Самые мощные компьютеры в мире: ТОП-10 суперкомпьютеров

Топ-10 самых мощных компьютеров в мире – десятка наиболее производительных вычислительных машин 💻, которые применяются крупнейшими мировыми организациями для решения важных математических задач. Главное в этом рейтинге – мощность, по которой и ранжируется оборудование.

Содержание

Что такое суперкомпьютер и зачем он нужен
Топ-10 самых мощных суперкомпьютеров в мире

10 место – Piz Daint
9 место – Marconi-100
8 место – Frontera
7 место – Selene
6 место – HPC5
5 место – Tianhe-2A
4 место – Sunway TaihuLight
3 место – Sierra
2 место – Summit
1 место – Fugaku

Что такое суперкомпьютер и зачем он нужен

Топ самых мощных суперкомпьютеров – список устройств с самыми высокими показателями вычислительной производительности. Основной сферой применения подобных устройств считается моделирование процессов. Благодаря мощным суперкомпьютерам процедуры, связанные с моделированием процессов, проходят гораздо быстрее, из-за чего повышается эффективность работы целых научных отделов в частных и государственных организаций.

По причине успешного применения мощных суперкомпьютеров многие компании стараются разработать или купить собственную технику подобного плана, из-за чего количество высокопроизводительных машин лишь увеличивается.

Если говорить конкретно, то применяется суперкомпьютер в проектах, связанных с ядерными программами, биологией, исследованием космоса. Существуют и более прикладные сферы, где от мощности машины существенно зависит скорость разработок: создание силовых агрегатов для транспортных средств или поиск скорости деформации для определенных деталей при особых температурных режимах.

Топ-10 самых мощных суперкомпьютеров в мире

Топ-10 самых мощных суперкомпьютеров начинается с участника, показатели производительности которого самые низкие. Только в конце рейтинга будет озвучено название вычислительного оборудования, скорости которого в середине 2020 года не были достигнуты другими производителями.

10 место – Piz Daint

Открывает наш ТОП – швейцарский суперкомпьютер Piz Daint

Производительность: 21,2 Пфлопс

Открывает топ самых мощных суперкомпьютеров Piz Daint. Установлено вычислительное оборудование в специальном IT-центре, который расположен в Швейцарии. Свое название устройство получило из-за одноименной горы, находящейся в Альпах.

Впервые оборудование представили еще в конце 2012 года. Тогда его создали на базе XC30. Только после этого была добавлена новая система, названная в честь горы. Произошло это в 2013 году.
Но и в 2013 году суперкомпьютер не получил той мощности, которая сейчас указывается в топ-10. Разработчики обновили систему только в конце 2016 года. Тогда были объединены основные компоненты разных вычислительных устройств и все это дополнилось графическими адаптерами от NVIDIA.
Подобные изменения позволяли Piz Daint занимать место в тройке самых мощных компьютеров до 2018 года. Но уже после система опустилась на пятую строчку, а сейчас располагается на грани вылета из рейтинга. Однако по состоянию на 2018 год равных этой машине на европейском континенте не было.

9 место – Marconi-100

На 9-м месте расположился суперкомпьютер из Италии – Marconi-100

Производительность: 21,6 Пфлопс

Следом в рейтинге самых мощных суперкомпьютеров в мире расположился Marconi-100. Разработкой занимались итальянские исследователи. Всего участие принимало 69 местных университетов и 11 национальных учреждений. Это их давнее сотрудничество, которое дало свои плоды: вычислительная машина находится на втором месте в Европе.

Ведущее место в разработке мощного суперкомпьютера занимала компания IBM. Используемая технология – POWER9. Также применялись графические адаптеры от NVIDIA.
Также известно, что этот участник топа самых мощных компьютеров в мире будет использоваться не только итальянскими учеными, но и другими европейскими специалистами. Для этого применяется система распределения вычислительных ресурсов.
Основная направленность суперкомпьютера – решение социальных и экономических проблем, актуальных для настоящего времени. Так, применять систему планируют при изучении климата, создании новых энергетических источников и в медицине.
Также с помощью Marconi-100 планируют моделировать воздействие различных факторов на окружающую среду. Огромная вычислительная мощность поможет определить момент начала землетрясения или заранее "расскажет" о возможных последствиях распространения вирусных заболеваний.

8 место – Frontera

На 8-м месте расположился суперкомпьютер из Техаса – Frontera

Производительность: 23,5 Пфлопс

Frontera – мощный суперкомпьютер, который разработан Техасским центром передовых вычислений. Находится в городе Остин в местном университете. Создатели рассказали о новой технике только в середине 2019 года. Тогда же он смог занять пятое место по показателю производительности.

Самый мощный техасский суперкомпьютер создан на деньги научного фонда страны. Тогда в разработку университета Остина инвестировали более 60 миллионов долларов. Активное участие в работе принимала компания Dell EMC, также ее представители заручились поддержкой коллег из NVIDIA, IBM, Intel.
В основе достаточно мощного суперкомпьютера лежит более 8 тысяч узлов и в каждом установлено по 2 процессора от компании Intel, производительность которых – 28 ядер. В сумме такая установка имеет около 500 000 ядер.
Интересно также, что для этого суперкомпьютера использовалось хранилище данных, разработанное компанией Data Direct Networks. В основе этой технологии лежат твердотельные накопители. Также, по информации от производителя, тепло отводят системы жидкого охлаждения от компании CoolIT.
Принимала участие в разработке и компания Green Revolution Cooling, которая создала СЖО для видеокарт от NVIDIA. Пока что неизвестно, какой самый мощный компьютер получит первое место в этом рейтинге, но Frontera уже поражает своими показателями.

7 место – Selene

Топ самых мощных суперкомпьютеров в мире

Седьмое место занимает суперкомпьютер от NVIDIA – Selene

Производительность: 27,5 Пфлопс

Selene – далеко не самый мощный суперкомпьютер в мире, но представители компании NVIDIA, которые занимались разработкой, уверены, что это лучший пример максимальной энергоэффективности.

Такое звание один из мощнейших суперкомпьютеров получил из-за того, что преодолел отметку по энергоэффективности в 20 гигафлопс/ватт. И это единственная система в рейтинге, которая может похвастаться таким достижением.
Также в NVIDIA заявляют, что Selene эффективнее своих аналогов из рейтинга самых мощных суперкомпьютеров благодаря использованию видеокарт компании. И этот показатель в 6,8 раз выше, нежели у лучшего из представителей топ-10.
Процессоры, на которых построена система, называются NVIDIA A100. Их главная способность заключается в ускоренном процессе, который применяется при работе искусственного интеллекта во время моделирования сложнейших задач.
Какой самый мощный компьютер будет представлен в этом рейтинге, только предстоит узнать в самом конце, но в NVIDIA уверены, что их инженеры отлично потрудились над созданием вычислительной машины, которая была собрана всего за месяц.
Такой результат по скорости сборки достигнут благодаря тому, что представители компании использовали модульную архитектуру.

6 место – HPC5

Шестую строчку ТОПа занял суперкомпьютер, предназначенный для исследований месторождений нефти – HPC5

Производительность: 35,4 Пфлопс

Первое место во второй пятерке списка самых мощных суперкомпьютеров занимает HPC5. Заказчиком для этого оборудования стала компания из Италии, которая занимается добычей нефти и газа.

На момент, когда заказ был сделан, уже существовал мощный суперкомпьютер HPC4. Производительность этого устройства достигала отметки в 18 Пфлопс, что не устраивало компанию. Новое поколение оборудования выдает уже более 35 Пфлопс. При этом две вычислительные машины можно использовать одновременно.
Над узлами для одного из самых мощных компьютеров работала компания Dell. Всего их создано около 1 800, в каждом используется по два процессора на 24 ядра. В них же установлено по 4 видеокарты от компании NVIDIA.
Еще до завершения разработки было известно, что установят новое оборудование в центре обработки данных Green Data Center. Его открыли еще 7 лет назад и тогда в нем работала система HPC4.
Исследовать с помощью этого компьютера будут сферу не ископаемых энергетических источников. Также HPC5 будет применяться для проверки месторождений нефти. Удачное использование мощного суперкомпьютера позволит окупить инвестиции на его разработку.

5 место – Tianhe-2A

Открывает ТОП-5 китайский суперкомпьютер – Tianhe-2A

Производительность: 61,4 Пфлопс

Последнее место в первой пятерке самых мощных суперкомпьютеров в мире занимает Tianhe-2A. Название переводится с китайского языка как "млечный путь". Разработкой этой вычислительной машины занимался университет Народно-освободительной армии КНР, а поддержку им оказывала компания Inspur.

Долгое время один из мощнейших суперкомпьютеров находился в том же университете, где его и разработали. Позже устройство решили перенести в специальный центр, который построен в Гуанчжоу. Интересно, что работы по сборке оборудования были завершены гораздо раньше, нежели это планировалось изначально.
Впервые о Tianhe-2A рассказали в середине 2013 года. Тогда же он получил звание самого мощного компьютера в мире. Лидирующая строчка недолго оставалась за разработкой из Китая, в скором времени ее опередил Sunway TaihuLight.
Разработчиков самого мощного на тот момент суперкомпьютера это не устроило, и они решили запастись технической поддержкой со стороны Intel, чтобы удвоить производительность устройства.
Но уже в 2015 году правительство Соединенных Штатов заподозрило компанию в создании ядерного оружия и отказало ей в поставках комплектующих в Китай. Так как экспортной лицензии у производителя не оказалось, то и проект был сорван, и более мощного суперкомпьютера так и не появилось.

4 место – Sunway TaihuLight

Четвертое место занимает очередной китайский суперкомпьютер – Sunway TaihuLigh

Производительность: 93 Пфлопс

Четвертую строчку в топ-10 самых мощных компьютеров в мире занимает упомянутый ранее Sunway TaihuLight. Это еще одно китайское оборудование, которое было лучшим во всем мире до середины 2018 года.

Интересно, что самый мощный компьютер 2016-2018 годов долгое время был в лидерской тройке в рейтинге, где оценивалась энергоэффективность подобных систем. Тогда результат устройства был на уровне 6 гигафлопсов/ватт. Это в три раза меньше, нежели у Selene от NVIDIA.
Разработчики устройства рассказали о том, что суперкомпьютер обошелся им почти в 2 миллиарда юаней, в переводе на американский доллар это 270 миллионов. Проект в очередной раз был государственным, поэтому спонсировали его китайские власти, а также представители провинции Цзянсу и города Уси.
Как и предшественники, суперкомпьютер Sunway TaihuLight применяется для работы в добывающей сфере, а также в медицине, на производстве и в любых подобных кампаниях, где требовалась обработка большого массива данных.
Известно также, что мощности суперкомпьютера Sunway TaihuLight применялись для предсказания погодных изменений. Сейчас он установлен в провинции Цзянсу, город Уси. Здесь же расположен специально построенный для подобного оборудования центр.

3 место – Sierra

На 3-м месте расположился американский суперкомпьютер – Sierra

Производительность: 94,6 Пфлопс

Третье место в рейтинге самых мощных компьютеров в мире занимает Sierra или же ATS-2. Это разработка Ливерморской национальной лаборатории. Сейчас применяется оборудование армией США для управления имеющимся у страны ядерным оружием.

В Соединенных Штатах уверены, что достаточно мощный суперкомпьютер позволяет гораздо эффективнее использовать имеющийся у страны арсенал и делать это безопаснее для собственного государства.
Многие аналитики считают, что структура суперкомпьютера Sierra во многом схожа с архитектурой пока что не представленного в этом рейтинге устройства Summit. В основе вычислительной машины находятся графические адаптеры от компании NVIDIA и процессоры от IBM.
Узел суперкомпьютера Sierra – сервер от компании Witherspoon, на котором установлено два процессора и четыре видеокарты. Связь между составляющими оборудования происходит с помощью EDR InfiniBand.
Интересно, что практически самый мощный суперкомпьютер по состоянию на 2020 год во многом совпадает по архитектуре с машиной Lassen. Но у той производительность всего 18 Пфлопс.

2 место – Summit

Второе место занимает самый мощный суперкомпьютер 2019 года – Summit

Производительность: 148,6 Пфлопс

Summit – самый мощный компьютер в мире по состоянию на 2019 год. Это очередная модель исследователей из Соединенных Штатов. Разработка вычислительной машины началась еще в 2014 году, закончена она была лишь через 4 года. Занимались сборкой оборудования представители компании IBM.

Краткие характеристики самого мощного компьютера 2019 года:

Количество узлов: 4 608;
Количество процессоров: 9 216;
Ядра процессоров: 22;
Количество видеокарт: 27 648.

Разработкой графических адаптеров для мощнейшего суперкомпьютера занималась компания NVIDIA, серверные узлы и процессоры предоставлены организацией IBM. Во всех узлах содержится около 1 500 ГБ памяти.
Разработчики также рассказывали, что суперкомпьютер Summit использует шины компании NVLink, чтобы процессоры и видеокарты были подключены и взаимодействовали между собой. Такой выбор позволяет реализовать гетерогенную модель для вычисления информации.
Интересно также, что у суперкомпьютера Summit водное охлаждение, для работы которого требуется постоянная циркуляция более 15 тысяч литров чистейшей воды. При этом вся работающая система потребляет столько электричества, сколько в Соединенных Штатах расходуется на 8,1 тысячу семей, живущих в крупных частных домах.

1 место – Fugaku

Характеристики самого мощного суперкомпьютера

Лидером ТОПа становится японский суперкомпьютер – Fugaku

Производительность: 415,5 Пфлопс

Пришло время узнать, какой самый мощный компьютер работает в 2020 году. Лидирующую строчку занимает японский Fugaku, который назван так в честь горы Фудзи, ведь Фугаку – ее второе название, используемое в художественной литературе.

Характеристики самого мощного компьютера по состоянию на 2020 год:

Количество узлов: 150 000;
Количество процессоров: 300 000;
Ядра процессоров: 24;
Количество видеокарт: неизвестно.

Также интересно, что суперкомпьютер Fugaku создан на основе однокристальной системы от компании Fujitsu. Она, в свою очередь, построена на архитектуре Arm.
В тех операциях, где требуется одинарная или меньшая точность, производительность суперкомпьютера достигает показателя в 1 экзафлопс. Это актуально для работы искусственного интеллекта или при машинном обучении.
Потребляет суперкомпьютер Fugaku в три раза больше, чем "серебряный" призер рейтинга Summit, – 28 Мвт против 10 Мвт. Но их мощности сложно сопоставить, так как разница практически в 2,5 раза.
Изначально суперкомпьютер должен был выйти в 2021 году, но компания-разработчик смогла ускорить процесс создания Fugaku. На разработку выделялось около миллиарда долларов.

Посмотрев на характеристики самого мощного компьютера, становится понятно, почему он занимает первое место и откуда такая высокая стоимость разработки.

Похожие статьи:

Тарас С.Частный инвестор, предприниматель, блогер. Инвестирую с 2008 года. Зарабатываю в интернете на высокодоходных проектах, криптовалютах, IPO, акциях и других активах. Со-владелец нескольких ресторанов и сети магазинов электронной техники. Консультирую партнеров, делюсь опытом.

Присоединяйся в Telegram-канал блога со свежими новостями. Чат с консультантом в Телеграм.