Суперкомпьютеры выполняют различные вычисления, требующие большой мощности. К ним относятся, например, моделирование в квантовой механике, расчет климатических параметров, исследование термоядерного синтеза или расчеты для медико-биологических целей.

Кроме того, суперкомпьютеры делают вычисления для исследования ядерного оружия и криптоанализа. В Европе эти машины даже попадают под действие закона о контроле экспорта оружия. В качестве стандартного теста для суперкомпьютеров используется тест High Performance Linpack.

Мощность суперкомпьютеров измеряют во флопсах (флопс) - это внесистемная единица, которая показывает количество операций с плавающей точкой, исполняемое вычислительной машиной за одну секунду.

Summit, США

Summit построен IBM и находится в Национальной лаборатории Оук-Ридж в США. Он работает на 2 397 824 ядрах на основе процессоров Power9 и графических процессоров NVIDIA V100. Они обеспечивает максимальную вычислительную мощность равную 143,5 петафлопс.

Sierra, США

Второй в рейтинге суперкомпьютер тоже находится в США. Sierra ведет свои расчеты в Ливерморской национальной лаборатории, его производительность составляет 94,6 петафлопс при 1 572 480 ядрах. Здесь также используются процессоры Power9 от IBM и графические процессоры V100 от NVIDIA.

Sunway TaihuLight, Китай

Этот компьютер родом из Китая - Sunway TaihuLight находится в Национальном суперкомпьютерном центре в Уси. Вычислительная мощность составляет 93 петафлопса при 10 649 600 ядрах. Он работает на 40 960 процессорах SW26010 от Sunway.

Tianhe-2A, Китай

Четвертое место также занимает Китай. Tianhe-2A находится в Национальном суперкомпьютерном центре в Гуанчжоу. Максимальная вычислительная мощность компьютера составляет 61 петафлопс. Суперкомпьютер работает на Intel Xeon E5 с общим количеством ядер 4 981 760.

Piz Daint, Швейцария

Самый быстрый европейский суперкомпьютер находится в Швейцарии. Piz Daint расположен в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре. Его мощность составляет 21 петафлопс, машина работает на Intel Xeon E5 и Nvidia Tesla P100 с общим количеством ядер 387 872.

Департамент энергетики США представил миру самый мощный суперкомпьютер, отобравший это звание у китайского Sunway TaihuLight. Пиковая производительность американского суперкомпьютера Summit достигает 200 петафлопсов (200 квадриллионов вычислений в секунду). Это более чем в два раза выше пиковой производительности китайской системы, которая составляет 93 петафлопса, а также примерно в 7 раз выше производительности суперкомпьютера Titan – в прошлом самого мощного суперкомпьютера США, расположенного в той же самой Национальной лаборатории Ок-Ридж, где установлена новая система.

Производительность Summit настолько высока, что система способна всего за один час справляться с задачами, на которые у обычного настольного компьютера могло уходить до 30 лет.

Суперкомпьютер Summit состоит из 4608 серверных станций, занимающих общую площадь двух теннисных кортов. Система в общем использует более 9 тысяч 22-ядерных процессоров IBM Power9, работающих в тандеме с более 27 000 графическими процессорами Tesla V100. Потребляемого суперкомпьютером Summit объема энергии хватит для питания 8100 домов. Понятное дело, такую жаровню нужно эффективно охлаждать, поэтому через каналы системы охлаждения суперкомпьютера каждую минуту проходит более 18 000 литров воды.

Американскому суперкомпьютеру Summit не только удалось отобрать звание самого мощного суперкомпьютера в мире, которое удерживалось китайской системой в течение последних пяти лет. Новый суперкомпьютер был разработан специально для задач, связанных с работой искусственного интеллекта; система может использовать методы машинного и глубинного обучения для решения задач в медицине, физике, исследованиях климата и многих других сферах.

Первое использование Summit учеными уже состоялось. В его рамках решалась задача эксафлопсного класса (миллиард миллиардов операций вычислений в секунду, или 1 эксаоп (exaop)). Система использовалась для анализа миллионов геномов и показала производительность в 1,88 эксаопса, что вдвое выше показателей предыдущего самого мощного суперкомпьютера. Пиковая же производительность Summit, как говорят его создатели, при смешанной точности расчетов может доходить до 3,3 эксаопса. Отмечается, что к 2021 году в США планируется создать полноценную компьютерную экосистему эксафлопсного уровня, и разработка Summit является одним из важных шагов для реализации этого плана.

С помощью нового суперкомпьютера ученые собираются проводить анализ данных о взрывах звезд (сверхновых) с целью выяснения особенностей распределения во Вселенной таких редких элементов, как золото. Кроме того, планируется проведение симуляций, направленных на разработку новых типов материалов, которые будут использоваться для производства нового поколения полупроводников. Также через анализ огромных объемов данных о здоровье населения ученые собираются с помощью нового суперкомпьютера поискать связь между факторами, способствующими развитию рака – теми же генами, например, — и другими биологическими маркерами, а также средами. Суперкомпьютер также планируется использовать для анализа других болезнетворных маркеров, приводящих, например, к развитию болезни Альцгеймера, болезням сердечно-сосудистой системы, а также различным зависимостям.

«Summit открывает возможность для проведения целого спектра новых научных исследований, которые были просто невозможны до его появления», — комментирует в опубликованном пресс-релизе Дэн Джейкобсон, специалист в области вычислительной биологии Национальной лаборатории Ок-Ридж.

На Марс люди так и не летают, рак еще не вылечили, от нефтяной зависимости не избавились. И все же существуют области, где человечество достигло невероятного прогресса за последние десятилетия. Вычислительная мощь компьютеров – как раз одна из них.

Два раза в год специалисты из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Университета Теннесси публикуют Top-500, в котором предлагают список самых производительных суперкомпьютеров мира.

Немного забегая вперед, предлагаем вам заранее попробовать на вкус эти цифры: производительность представителей первого десятка топа измеряется десятками квадриллионов флопс. Для сравнения: ЭНИАК, первый компьютер в истории, обладал мощностью в 500 флопс; сейчас средний персональный компьютер имеет мощность в сотни гигафлопс (миллиардов флопс), iPhone 6 обладает производительностью приблизительно в 172 гигафлопса, а игровая приставка PS4 – в 1,84 терафлопса (триллиона флопс).

Вооружившись последним «Топ-500» от ноября 2014 года, редакция Naked Science решила разобраться, что из себя представляют 10 самых мощных суперкомпьютеров мира, и для решения каких задач требуется столь грандиозная вычислительная мощь.

10. Cray CS-Storm

Местоположение: США
Производительность: 3,57 петафлопс
Теоретический максимум производительности: 6,13 петафлопс
Мощность: 1,4 МВт

Как и практически все современные суперкомпьютеры, включая каждый из представленных в данной статье, CS-Storm состоит из множества процессоров, объединенных в единую вычислительную сеть по принципу массово-параллельной архитектуры. В реальности эта система представляет собой множество стоек («шкафов») с электроникой (узлами, состоящими из многоядерных процессоров), которые образуют целые коридоры.

Cray CS-Storm – это целая серия суперкомпьютерных кластеров, однако один из них все же выделяется на фоне остальных. В частности, это загадочный CS-Storm, который использует правительство США для неизвестных целей и в неизвестном месте.

Известно лишь то, что американские чиновники купили крайне эффективный с точки зрения потребления энергии (2386 мегафлопс на 1 Ватт) CS-Storm с общим количеством ядер почти в 79 тысяч у американской компании Cray.

На сайте производителя, впрочем, сказано, что кластеры CS-Storm подходят для высокопроизводительных вычислений в области кибербезопасности, геопространственной разведки, распознавания образов, обработки сейсмических данных, рендеринга и машинного обучения. Где-то в этом ряду, вероятно, и обосновалось применение правительственного CS-Storm.

CRAY CS-STORM

9. Vulcan – Blue Gene/Q

Местоположение: США
Производительность: 4,29 петафлопс
Теоретический максимум производительности: 5,03 петафлопс
Мощность: 1,9 МВт

«Вулкан» разработан американской компанией IBM, относится к семейству Blue Gene и находится в Ливерморской национальной лаборатории имени Э. Лоуренса. Принадлежащий Министерству энергетики США суперкомпьютер состоит из 24 стоек. Функционировать кластер начал в 2013 году.

В отличие уже упомянутого CS-Storm, сфера применения «Вулкана» хорошо известна – это различные научные исследования, в том числе в области энергетики, вроде моделирования природных явлений и анализа большого количества данных.

Различные научные группы и компании могут получить доступ к суперкомпьютеру по заявке, которую нужно отправить в Центр инноваций в области высокопроизводительных вычислений (HPC Innovation Centre), базирующийся в той же Ливерморской национальной лаборатории.

Суперкомпьютер Vulcan

8. Juqueen – Blue Gene/Q

Местоположение: Германия
Производительность: 5 петафлопс
Теоретический максимум производительности: 5,87 петафлопс
Мощность: 2,3 МВт

С момента запуска в 2012 году Juqueen является вторым по мощности суперкомпьютером в Европе и первым – в Германии. Как и «Вулкан», этот суперкомпьютерный кластер разработан компанией IBM в рамках проекта Blue Gene, причем относится к тому же поколению Q.

Находится суперкомпьютер в одном из крупнейших исследовательских центров Европы в Юлихе. Используется соответственно – для высокопроизводительных вычислений в различных научных исследованиях.

Суперкомпьютер Juqueen

7. Stampede – PowerEdge C8220

Местоположение: США
Производительность: 5,16 петафлопс
Теоретический максимум производительности: 8,52 петафлопс
Мощность: 4,5 МВт

Находящийся в Техасе Stampede является единственным в первой десятке Top-500 кластером, который был разработан американской компанией Dell. Суперкомпьютер состоит из 160 стоек.

Этот суперкомпьютер является мощнейшим в мире среди тех, которые применяются исключительно в исследовательских целях. Доступ к мощностям Stampede открыт научным группам. Используется кластер в самом широком спектре научных областей – от точнейшей томографии человеческого мозга и предсказания землетрясений до выявления паттернов в музыке и языковых конструкциях.

Суперкомпьютер Stampede

6. 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

5. 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.

Суперкомпьютер Mira

4. K Computer

Местоположение: Япония
Производительность: 10,51 петафлопс
Теоретический максимум производительности: 11,28 петафлопс
Мощность: 12,6 МВт

Разработанный компанией Fujitsu и расположенный в Институте физико-химических исследований в городе Кобе, K Сomputer является единственным японским суперкомпьютером, присутствующим в первой десятке Top-500.

В свое время (июнь 2011) этот кластер занял в рейтинге первую позицию, на один год став самым производительным компьютером в мире. А в ноябре 2011 года K Computer стал первым в истории, которому удалось достичь мощности выше 10 петафлопс.

Суперкомпьютер используется в ряде исследовательских задач. К примеру, для прогнозирования природных бедствий (что актуально для Японии из-за повышенной сейсмической активности региона и высокой уязвимости страны в случае цунами) и компьютерного моделирования в области медицины.

Суперкомпьютер K

3. Sequoia – Blue Gene/Q

Местоположение: США
Производительность: 17,17 петафлопс
Теоретический максимум производительности: 20,13 петафлопс
Мощность: 7,8 МВт

Мощнейший из четверки суперкомпьютеров семейства Blue Gene/Q, попавших в первую десятку рейтинга, расположен в США в Ливерморской национальной лаборатории. IBM разработали Sequoia для Национальной администрации ядерной безопасности (NNSA), которой требовался высокопроизводительный компьютер для вполне конкретной цели – моделирования ядерных взрывов.

Стоит упомянуть, что реальные ядерные испытания запрещены еще с 1963 года, и компьютерная симуляция является одним из наиболее приемлемых вариантов для продолжения исследований в этой области.

Однако мощности суперкомпьютера использовались для решения и других, куда более благородных задач. К примеру, кластеру удалось поставить рекорды производительности в космологическом моделировании, а также при создании электрофизиологической модели человеческого сердца.

Суперкомпьютер Sequoia

2. Titan – Cray XK7

Местоположение: США
Производительность: 17,59 петафлопс
Теоретический максимум производительности: 27,11 петафлопс
Мощность: 8,2 МВт

Наиболее производительный из когда-либо созданных на Западе суперкомпьютеров, а также самый мощный компьютерный кластер под маркой компании Cray, находится в США в Национальной лаборатории Оук-Ридж. Несмотря на то, что находящийся в распоряжении американского Министерства энергетики суперкомпьютер официально доступен для любых научных исследований, в октябре 2012 года, когда Titan был запущен, количество заявок превысило всякие пределы.

Из-за этого в Оукриджской лаборатории была созвана специальная комиссия, которая из 50 заявок отобрала лишь 6 наиболее «передовых» проектов. Среди них, к примеру, моделирование поведения нейтронов в самом сердце ядерного реактора, а также прогнозирование глобальных климатических изменений на ближайшие 1-5 лет.

Несмотря на свою вычислительную мощь и впечатляющие габариты (404 квадратных метра), Titan недолго продержался на пьедестале. Уже через полгода после триумфа в ноябре 2012 года гордость американцев в области высокопроизводительных вычислений неожиданно потеснил выходец с Востока, беспрецедентно обогнав предыдущих лидеров рейтинга.

Суперкомпьютер Titan

1. 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

Дважды в год операторы самых быстрых компьютеров в мире с нетерпением ждут последних результатов рейтинга, составленного проектом «Top500». Список основан на максимальной скорости, с которой компьютер может обрабатывать числа с использованием так называемых операций с «плавающей запятой».

Все компьютеры входящие в этот рейтинг устроены несколько непросто, чего впрочем и следовало ожидать. Они не представляют из себя целостной структуры, но являются программно-аппаратным объединением других машин. И самое интересное – каждая отдельная «клетка» этого отдельного цифрового организма не сильней компьютера, на котором работаете Вы. В большинстве случаев для создание кластеров – так называются объединенные в вычислительную сеть компьютеров – используются заурядные и даже бытовые процессоры. Список этого года, если честно, вообще не содержит интересных технических решений. Все, что делают разработчики – это экстенсивно объединяют еще больше еще более быстрых чипов посредством той или иной сети в одно цифровое целое. Но у этого подхода есть предел и он легко наблюдаем.

В школьной практике нас мучили задачами про неутомимых землекопов, и все решение сводилось к пропорциям. Но в реальной жизни такого не происходит. Сто землекопов не будут выкапывать канаву в 30 метров в 20 раз быстрее, чем пять землекопов. Почему? Они просто не поместятся в канаву! Так и в вычислительной математике – существует масса вредных задач, которые вообще или почти не подвергаются разложению на параллельные ветки. И поэтому принято считать, что в общем, для неких «предполагаемых задач» рост производительности не линеен относительно числа процессоров? Иллюстрация из жизни? Сколько угодно и самых простых: разве ваш четырехпроцессорный аппарат будет грузить Windows или Linux быстрее, чем однопроцессорный? Может и быстрее, но не в четыре раза.

В практике строительства высокомощных вычислителей есть эмпирическое допущение, которое гласит, что скорость системы растет логарифмически, по мере роста числа обработчиков (i.e. процессоров). Т.е. 100-процессорный кластер будет работать в 2 раза быстрей, чем 10-ти процессорный. Иными словами, для усредненных задач класс вычислителей, построенных на экстенсивном умножении числа обработчиков является весьма затратным.

К счастью для математиков (и подрядчиков строительства суперкомпьютеров на база кластеров) есть одна особенность: в насущной необходимости человечества, в так сказать большой и малой математической нужде, превалируют задачи, которые очень легко могут быть сведены к параллельным вычислениям. Задачи гидро- и аэродинамики, задачи моделирования океана, климата и ряда других спокойно укладываются в почти линейную модель роста производительности в зависимости от количество вычислителей. Значительно хуже обстоит дело во многих других областях, например практически не параллельные задачи теории (и практики чисел). Но за их решения не платят таких денег…

Что интересного в новом списке? Пожалуй то, что пятое место в мире занял компьютер из Китая. И строительство самого мощного компьютера в мире – компьютера Jaguar, чья вычислительная мощность составляет 1,8 петафлопсов (для сравнения – карманный калькулятор имеет мощность порядка 1 килофлопса) . Флопс – это одна базовая операция с двумя числами с плавающей запятой. Если не понятно, что такое «операция над двумя числами плавающей запятой» – придется принять на веру, что 1,8 петафлопс – это очень много.

Итак, пятерка самых быстрых компьютеров планеты перед Вами:

5 место: Tianhe-1

Производительность: 563 терафлопс

Новичок в списке Top500, самый быстрый компьютер в Китае оказался способным произвести более 500 триллионов операций в секунду. Для сравнения: производительность обычного калькулятора примерно 10 флопс.

«Тяньхэ», что означает «река в небе», расположен в Национальном центре Суперкомпьютеров в Тяньцзине. Он более чем в четыре раза быстрее, чем его предшественник – самый быстрый компьютер в Китае. Компьютер сочетает в себе 6 144 процессора Intel с 5 120 графическими процессорами, произведенными AMD, которые зачастую можно найти в компьютерных видеокартах.

4 место: Jugene

Производительность: 825 терафлопс

В то же время другой супербыстрый компьютер Jugene, находящийся в Центре Суперкомпьютеров J?lich, Германия, основан на проекте компьютерной архитектуры IBM –«Blue Gene / P», в которой используется много небольших, мало-мощных чипов. Индивидуальные процессоры в этой конструкции имеют максимальную скорость в 850 мегагерц, медленнее, чем в среднем домашнем компьютере. Но 292 000 чипов, работая вместе, делают его самой быстрой машиной в Европе.

3 место: Kraken
Производительность: 831 терафлопс

Kraken, находящийся в Национальном институте вычислительной науки и финансируемый Национальной Научной Федерацией США, размещен в Национальной Лаборатории штата Теннеси. Этот силач имеет 100 000 двухъядерных процессоров Opteron, произведенных AMD (обычно используются в серверах и высокопроизводительных рабочих станциях).

Kraken самый быстрый компьютер в мире среди тех, кем владеет и управляет учебное заведение — университет штата Теннесси. В октябре 2009г. Федерация выделила университету еще $ 10 млн для создания нового компьютера — Наутилус, для анализа результатов деятельности Kraken.

Это самое подробное моделирование землетрясений когда-либо сделанное человечеством. Его построил Kraken, он показал, что произойдет, если сдвинется разлом Сан-Андреас в Калифорнии.
Моделирование показывает, какие ударные волны разойдутся по региону после землетрясения.

2 место : Roadrunner

Производительность: 1042 терафлопс или 1,042 петафлопс.

Начиная с июня 2008 года и до ноября 2009 года эта машина была самой быстрой в мире. Roadrunner стал первым компьютером, который когда либо за историю человечества превысил барьер 1 петафлоп — 1.000.000.000.000.000 операций в секунду.

Roadrunner находится в Лос-Аламосской Национальной Лаборатории в Нью-Мексико. Компьютер имеет необычный дизайн, который сочетает в себе двухъядерные процессоры AMD, встречающиеся во многих компьютерах потребителей, и девяти-ядерный процессор Cell, являющийся сердцем игровой приставки Sony PlayStation 3.

1 место: Jaguar
Производительность: 1,8 петафлопс

Обладая скоростью большей почти на 70 процентов, чем Roadrunner, супергигант Jaguar разместился в Национальной Лаборатории Департамента энергетики США по соседству с уже описанным выше компьютером Kraken. Он – самая быстрая машина в мире. Может поэтому дома города Оак Ридж, где находятся эти два титана, имеют самое высокое компьютерное оснащение в мире.
Запущенные только в 2008 году, 181 000 ядер Ягуара начали работать лишь в 2009. Что необычно для объектов, финансируемых правительством США, это -гражданский компьютер! Министерство энергетики ранее строило свои быстрые машины, такие, как Roadrunner, для моделирования ядерных взрывов.

Значительная часть работы Ягуара сосредоточена на моделировании изменения климата и энергетики, а также изучении областей других наук, например, исследование структуры воды.

Моделирование, произведенное Ягуаром: поток двуокиси углерода, выпущенный и поглощенный почвой и растительностью, в момент восхода солнца над восточной Европой.

Сильное поглощение показано зелено-белым цветом, и наиболее сильно в тропиках. Красно-белый цвет показывает области, выпускающие CO 2 в атмосферу, наиболее сильно в Центральной Африке, где солнце не светит.

Данная новость была прочитана 12984 раза

45-й рейтинг TOP500 самых мощных суперкомпьютеров мира. Новинка первой десятки списка - система Shaheen II, установленная в Научно-технологическом университете имени короля Абдаллы (Саудовская Аравия). Лидером рейтинга с 2013 года остаётся Tianhe-2 (Китай). На нашем сайте представлены фотографии всех суперкомпьютеров из Top10

13 июля 2015 года на международной конференции по суперкомпьютерным технологиям International Supercomputing Conference (ISC"15) во Франкфурте, Германия был представлен 45-й TOP500 - рейтинг пятисот самых быстрых суперкомпьютеров в мире, основанный на тестах Linpack (HPL). Список обновляется раз в шесть месяцев, и за прошедшие полгода первая его десятка не подверглась кардинальным изменениям. Единственной новинкой в ТOP-10 стал суперкомпьютер Shaheen II , установленный в Научно-технологическом университете имени короля Абдаллы (Саудовская Аравия), который занял 7-ю позицию в рейтинге. Он также стал единственным в первой десятке, запущенным в работу в 2015 году. Возглавляет список в пятый раз подряд Tianhe-2 , созданный в Оборонном научно-техническом университете КНР (National University of Defense Technology, NUDT) в 2013 году. Как отмечают составители рейтинга, остальные восемь систем-лидеров TOP500 были созданы в 2011-2012 годах.

Суммарная производительность всех систем списка увеличилась за полгода с 309 до 363 петафлопс. Среднее количество вычислительных ядер на систему выросло с 46 288 до 50 495.

По количеству установленных систем в TOP500 традиционно лидируют Hewlett-Packard - 178 (179 в 44-й редакции TOP500) и IBM - 111 (153). 20 систем списка отмечены как IBM-Lenovo, ещё 3 - Lenovo. 71 система установлена компанией Cray . По суммарной производительности лидируют системы производства Cray - 24% (22% полгода назад), на втором месте IBM - 23% (26%), на третьем Hewlett-Packard - 14.2% (15.6%). NUDT, представленный суперкомпьютерами Tianhe-2 и Tianhe-1A на четвертом месте - 10.9% (12.7%).

Суперкомпьютер Tianhe-2 - TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692 12C 2.200GHz, TH Express-2, Intel Xeon Phi 31S1P

1. Tianhe-2

Расположение: Национальный суперкомпьютерный центр в Гуанчжоу (National Super Computer Center in Guangzhou), Китайская Народная Республика

Количество ядер: 3 120 000
Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 33,863 петафлопса
Теоретическая пиковая производительность системы: 54,902 петафлопса
Мощность: 17,808 МВт
Операционная система: Linux (Kylin)

Tianhe-2 создан по инициативе правительства Китая Оборонным научно-техническим университетом КНР (NUDT) и компанией Inspur (Китай) . Состоит из 16 тысяч вычислительных узлов, в каждом из которых расположено по два процессора Intel Xeon E5-2692 на архитектуре Ivy Bridge и по три векторных сопроцессора Intel Xeon Phi 31S1P. На каждый процессор выделяется по 32 ГБ оперативной памяти стандарта DDR3 с коррекцией ошибок, а на каждый сопроцессор — по 8 ГБ памяти стандарта GDDR5.

Оперативная память составляет 1,4 петабайт, а запоминающего устройства - 12,4 петабайт.

В течение 2015 года планировалось удвоить производительность системы (до 110 теоретических петафлопс), но в начале 2015 года правительство США отказало в прошении Intel предоставить экспортную лицензию на центральные процессоры и сопроцессоры для этого проекта; также разработчики компьютера были внесены в список обязательного рассмотрения (лицензирования) каждой поставки по экспортному законодательству США в связи с подозрением об их участии в разработке оружия массового уничтожения (ядерном).

Согласно официальному пресс-релизу NUDT , суперкомпьютер Tianhe -2 используется для решения задач из области материаловедения, метеорологии, астрофизики и биохимии.

Суперкомпьютер Titan - Cray XK7 , Opteron 6274 16C 2.200GHz, коммуникационная сеть Cray Gemini, NVIDIA K20x

2. Titan

Расположение: Окриджская национальная лаборатория (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) - Национальный исследовательский центр Министерства энергетики США в Ок-Ридже

Количество ядер: 560 640
Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 17,590 петафлопса
Теоретическая пиковая производительность системы: 27,113 петафлопса
Операционная система: Linux (CLE, SLES based)
Мощность: 8,209 МВт

Titan построен на платформе Cray XK7 с гибридной архитектурой: помимо 16-ядерных процессоров AMD Opteron 6274 в каждый из 18 688 узлов суперкомпьютерной системы установлен графический ускоритель NVIDIA K20x.

Titan используется в научных проектах, таких как моделирование поведения нейтронов в ядерном реакторе, прогнозирование климатических изменений на ближайшие 1-5 лет, изучение биотоплива и др.

Суперкомпьютер Sequoia - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz

3. Sequoia

Расположение: Ливерморская национальная лаборатория им. Э. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL) - Национальный исследовательский центр Министерства энергетики США в Ливерморе

Количество ядер: 1 572 864
Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 17,173 петафлопса
Теоретическая пиковая производительность системы: 20,133 петафлопса
Мощность: 7,89 МВт

Sequoia разработана корпорацией IBM для Национальной администрации по ядерной безопасности (National Nuclear Security Administration) для задач моделирования ядерных взрывов. Также Sequoia применяется для проектов в астрономии, энергетики, изучения человеческого генома и изменения климата.

Sequoia построена на платформе Blue Gene/Q (последнее поколение в линейке суперкомпьютерных архитектур Blue Gene). Суперкомпьютер состоит из 98 304 вычислительных узлов и имеет 1,6 Пб памяти в 96 стойках, вместе занимающих площадь в 300 квадратных метров. Используются 16-ти ядерные центральные процессоры Power.

Суперкомпьютер K computer - SPARC64 VIIIfx 2.0GHz, коммуникационная сеть Tofu

4. K computer

Расположение: Институт физико-химических исследований RIKEN, Япония

Количество ядер: 705 024
Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 10,510 петафлопса
Теоретическая пиковая производительность системы: 11,280 петафлопса
Мощность: 12,66 МВт
Операционная система: Linux

K computer производства компании Fujitsu построен при поддержке Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии. Сразу после запуска в 2011 году занял в TOP500 первую позицию, на один год став самым высокопроизводительным в мире. А в ноябре 2011 года K Computer первым в истории достиг мощности выше 10 петафлопс. Система оснащена 88 128 8-ядерными процессорами SPARC64 VIIIfx.

Суперкомпьютер используется в таких исследовательских задачах, как прогнозирование стихийных бедствий (землетрясений и цунами), моделирование в области медицины и др.

Суперкомпьютер Mira - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60GHz

5. Mira

Расположение: Аргоннская национальная лаборатория (Argonne National Laboratory, ANL) - Национальный исследовательский центр Министерства энергетики США в Аргонне

Количество ядер: 786 432
Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 8,586 петафлопса
Теоретическая пиковая производительность системы: 10,066 петафлопса
Мощность: 3,945 МВт
Операционная система: Linux

Mira разработан компанией IBM на платформе Blue Gene/Q. Расположенный на 48 стойках Mira имеет 49152 вычислительных узлов, оборудованных 16-ядерными процессорами Power BQC. Система использует 70Пб дискового пространства.

Mira участвует в различных научных проектах - моделирование происходящих во Вселенной процессов, предсказательное моделирование климатических и сейсмических явлений и др.

Суперкомпьютер Piz Daint - Cray XC30, Xeon E5-2670 8C 2.600GHz, Aries interconnect , NVIDIA K20x

6. Piz Daint

Расположение: Швейцарский национальный центр суперкомпьютерных вычислений (Swiss National Supercomputing Centre, Centro Svizzero di Calcolo Scientifico, CSCS)

Количество ядер: 115 984
Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 6,271 петафлопса
Теоретическая пиковая производительность системы: 7,788 петафлопса
Мощность: 2,325 МВт
Операционная система: Cray Linux Environment

Мощнейший суперкомпьютер в Европе был разработан компанией Cray и принадлежит к семейству XC30, в рамках которого является наиболее производительным. В системе используются 8-ядерные процессоры Intel Xeon E5-2670 и ускорители NVIDIA K20x.

Piz Daint применяется в различных исследовательских целях, например, для компьютерного моделирования в таких областях, как материаловедение, физика высоких энергий, изучение климата, метеорология и геофизика.

Shaheen II - Cray XC40, Xeon E5-2698v3 16C 2.3GHz, сеть Aries

7. Shaheen II

Расположение: Научно-технологический университет имени короля Абдаллы (King Abdullah University of Science and Technology, KAUST), Саудовская Аравия

Количество ядер: 196 608
Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 5.537 петафлопса
Теоретическая пиковая производительность системы: 7.235 петафлопса
Мощность: 2,834 МВт
Операционная система: Linux (CLE)

Shaheen II построен на платформе CRAY XC40. В системе используются 16-ядерные процессоры Intel Xeon E5-2698V3.

Суперкомпьютер применяется для решения сложных вычислительных задач в нуждах нефтегазовой, энергетической, геологоразведывательной и других отраслей. Также среди перспективных направлений для работы указывается биоинжиниринг.

Суперкомпьютер Stampede - PowerEdge C8220, Xeon E5-2680 8C 2.700GHz, сеть Infiniband FDR, Intel Xeon Phi SE10P

8. Stampede

Расположение: Texas Advanced Computing Center, США

Количество ядер: 462 462
Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 5,168 петафлопса
Теоретическая пиковая производительность системы: 8,520 петафлопса
Мощность: 4,51 МВт
Операционная система: Linux

Суперкомпьютер Stampede создан компанией Dell совместно с Intel для Национального Научного Фонда США (National Science Foundation, NSF). Система включает в себя 6400 узлов Dell C8220, каждый из них управляется двумя 8-ядерными процессорами Intel Xeon E5 и 61-ядерным сопроцессором Intel Xeon Phi Knights Corner. 128 компьютерных узлов оборудовано производительными графическими процессорами NVIDIA на архитектуре Kepler K20.

Stampede используется для таких задач, как моделирование изменений климата, предсказание землетрясений и ураганов, изучение ДНК вирусов, молекулярные исследования, космические исследования.

Суперкомпьютер JUQUEEN - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.600GHz

9. Juqueen

Расположение: Исследовательский центр Юлих (Forschungszentrum Juelich, FZJ), Германия

Количество ядер: 458 752

Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 5,008 петафлопса

Теоретическая пиковая производительность системы: 5,872 петафлопса
Мощность: 2,301 МВт
Операционная система: Linux (RHEL, CNK)

Juqueen - второй по мощности суперкомпьютер в Европе, разработан при участии корпорации IBM. Juqueen базируется на архитектуре Blue Gene/Q. Количество процессоров в системе - 294 912 (16-ядерные Power BQC).

Исследовательский центр, в котором установлен Juqueen, является крупнейшим в Европе. FZJ ведет различного рода работы, связанные с сопровождением существующих и созданием перспективных термоядерных реакторов.

Суперкомпьютер Vulcan - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.600GHz

10. Vulcan

Расположение: Ливерморская национальная лаборатория им. Э. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL)

Количество ядер: 393 216
Максимальная производительность согласно тесту Linpack (HPL): 4,293 петафлопса
Теоретическая пиковая производительность системы: 5,033 петафлопса
Мощность: 1,972 МВт
Операционная система: Linux (RHEL, CNK)

Vulcan , разработанный компанией IBM, также относится к семейству Blue Gene поколения Q. Суперкомпьютер используется для различных исследований, в том числе для моделирования аномальных природных явлений . Научные группы и учреждения могут получить доступ к системе по заявке в Центр инноваций в области высокопроизводительных вычислений США.

Российские суперкомпьютеры в TOP 500

«Ломоносов-2» (Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова) —31 место, производительность по тесту Linpack - 1,849 петафлопса.
«Ломоносов» (Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова) - 78 место; 0,902 петафлопса.
«Торнадо» (Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого) - 107 место; 0,658 петафлопса.
MVS -10P (Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН) - 176-е место; 0,376 петафлопса.
«Лобачевский» (Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского) - 242-е место; 0,29 петафлопса.
«Торнадо ЮУрГУ» (Южно-Уральский государственный университет) - 245-е место; 0,288 петафлопса.
Суперкомпьютер компании Hewlett-Packard, используемый неуказанным российским поставщиком услуг в сфере информационных технологий - 413-е место; 0,189 петафлопса.
RSC PetaStream (Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого) - 466 место; 0,171 петафлопса.

О проекте TOP500

Рейтинг TOP500 впервые был опубликован в июне 1993 года. Цель проекта — сравнение быстродействия самых мощных суперкомпьютеров в мире и демонстрация роста их производительности со временем. Участие в списке добровольное и требует исполнения теста Linpack, который определяет, насколько быстро компьютер может решать большие системы линейных уравнений. TOP500 составляется специалистами Манниверситета Теннессигеймского университета (Германия), Университета Теннесси (США) и Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (США).

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab ® по материалам

Для чего самый мощный компьютер в мире. Самый мощный компьютер в мире