10. Komputer K (Japonia)

Zainstalowany w 2011 roku w Instytucie Badań Fizyczno-Chemicznych w Kobe komputer K jest najstarszym i najsłabszym (jeśli można tak nazwać rozwiązanie 10-petaflopowe) przedstawicielem pierwszej dziesiątki. Dla porównania, procesor Core i7-8700K wykonuje obliczenia zmiennoprzecinkowe z prędkością zaledwie 48 gigaflopsów, a karta graficzna GeForce GTX 1080 przy 11 teraflopach. Jeden petaflop to tysiąc teraflopów lub milion gigaflopsów.


Komputer K został zbudowany przez firmę Fujitsu (lepiej znaną na naszym rynku jako producent klimatyzatorów), która opracowała i wyprodukowała dla niego 88 000 ośmiordzeniowych procesorów SPARC64 VIIIfx. Chociaż ta unikalna architektura procesora przegrywa z dziewięcioma innymi superkomputerami w teście Linpacka (gęste układy liniowych równań algebraicznych), który jest uważany za główny w tworzeniu rankingu TOP500.org, nadal utrzymuje prowadzenie w alternatywnym teście benchmarkowym HPCG (macierze rzadkie).

Wydajne komputery osobiste

Komputer K posiada również anty-rekord w pierwszej dziesiątce superkomputerów - najgorszy stosunek wydajności i zużycia energii (mniej niż 1 PFLOPS na 1 MW). Komputer K służy do badań medycznych i klimatycznych.

9. Oakforest-PACS (Japonia)

Na dziewiątym miejscu w światowym rankingu mocy obliczeniowej TOP500.org znajduje się kolejny „japoński” – Oakforest-PACS z Joint Centre for Advanced High-Performance Computing ze wskaźnikiem 13 petaflops. A zgodnie z wynikami benchmarku IO-500 jest to superkomputer z najszybszym podsystemem dyskowym, na który składa się sieciowy system plików DataDirect Networks ES14KX o średniej prędkości odczytu-zapisu 600 GB/s oraz dodatkowy silnik Infinite Memory Engine pamięć podręczna o prędkości 742 GB/s dla małych plików.


Oakforest-PACS został zbudowany przez wspomnianą firmę Fujitsu, ale już w oparciu o osiem tysięcy znacznie bardziej energooszczędnych niż dotychczas używane SPARC, 68-rdzeniowe chipy Intel Xeon Phi 7250(5 PFLOPS na 1 MW), które są między procesorem a kartą graficzną (duża liczba stosunkowo słabych jąder). Używany przez Oakforest-PACS do badań w dziedzinie fizyki i chemii.

Seria procesorów Intel Xeon

8 – 7. Cori i Trinity (obie w USA)

Superkomputery Cori i Trinity są dość podobne: oba znajdują się w Stanach Zjednoczonych (odpowiednio National Energy Research Computing Center w Berkeley i Los Alamos National Laboratory), oba są oparte na chipach Intel Xeon Phi 7250, oba zapewniają wydajność 14 petaflopów i oba zbudowane przez firmę Cray Inc., którą kiedyś założył ten sam Seymour Cray. Cori i Trinity korzystają z systemu operacyjnego Cray Linux Environment, który jest w stanie obsłużyć milion rdzeni procesorów i petabajt (milion gigabajtów) pamięci RAM. Głównym obszarem zastosowania Cori i Trinity jest energetyka jądrowa.


6. Sekwoja (USA)

Podczas gdy zdecydowana większość z dziesięciu najlepszych superkomputerów korzysta z kart graficznych, Sequoia w Livermore National Laboratory, podobnie jak wspomniany komputer K, jest zbudowany w staromodny sposób na samych procesorach. A biorąc pod uwagę fakt, że konstruktorem Sequoia jest IBM, wówczas wybrano procesory IBM A2 z 16 rdzeniami architektury Power ISA. Całkowita liczba rdzeni wynosi 1,5 miliona, co daje wydajność 17 petaflopów.


Zarządzany przez Sequoia przez system operacyjny Red Hat Enterprise Linux, który w przeciwieństwie do czysto superkomputerowego środowiska Cray Linux Environment jest całkiem odpowiedni do użytku domowego lub biurowego. Za pomocą Sequoia badane są zjawiska astronomiczne i ludzki genom.

5. Tytan (USA)

Wśród graczy i entuzjastów komputerów PC panuje błędne przekonanie, że procesory AMD nie współpracują dobrze z kartami graficznymi NVIDIA. „Bez względu na to, jak to jest!”, mówią z żelazną pewnością inżynierowie Cray Inc., którzy zbudowali 17 petaflops superkomputer Titan w Oak Ridge National Laboratory (jeden z najstarszych i najbardziej stałych klientów firmy Cray).


Co więcej, Titan został zbudowany nie od zera, ale poprzez „modernizację” istniejącego wcześniej superkomputera Jaguar. Do istniejących już 16-rdzeniowych procesorów AMD Opteron 6274 dodano serwerowe karty graficzne NVIDIA Tesla K20X, każda z 2688 mikrordzeniami CUDA. Dzięki Titanowi naukowcy byli w stanie zasymulować procesy spalania paliwa, zmiany właściwości magnetycznych materiałów pod wpływem temperatury oraz zachowanie neutronów w reaktorze jądrowym.

4. Gyoukou (Japonia)

Najpotężniejszym systemem obliczeniowym w Japonii jest Gyoukou (19 PFLOPS), który został zaprojektowany wspólnie przez ExaScaler i PEZY Computing dla Agencji Nauk i Technologii Morskich i Ziemi. Co niezwykłe, 16-rdzeniowe koprocesory Xeon D-1571 i 2048 mikrordzeniowe PEZY-SC2 są chłodzone przez całkowite zanurzenie w oleistej cieczy.


Spośród wszystkich superkomputerów na świecie to właśnie Gyoukou jest najbardziej wielordzeniowym (łącznie prawie 20 milionów mikrordzeni), a także najbardziej energooszczędnym z pierwszej dziesiątki (15 PFLOPS na 1 MW). Jest wyposażony w system operacyjny CentOS (nadaje się również do użytku domowego) oraz pakiet oprogramowania Earth Simulator, przeznaczony do przewidywania zmian klimatycznych na wiele lat.

3. Piz Daint (Szwajcaria)

Szwajcarskie Narodowe Centrum Superkomputerów posiada jednocześnie trzy superkomputery z listy TOP500.org, z których najpotężniejszym jest Piz Daint. Początkowo jego moc wynosiła zaledwie 6 petaflopów, ale kilka lat później została podniesiona do 20. W efekcie stała się nie tylko najpotężniejszą w Europie, ale także trzecią na świecie, wyprzedzając systemy japońskie i amerykańskie.


Zbudowany przez Cray, Piz Daint jest oparty na 12-rdzeniowych procesorach Xeon E5-2690v3 i serwerowych kartach graficznych NVIDIA Tesla P100 z 3840 mikrordzeniami CUDA (tylko Tesla V100 z 5120 mikrordzeniami jest nowsza i wydajniejsza). Głównym obszarem zastosowania są nauki o życiu (biologia, medycyna i ich współczesne pochodne).

Coffee Lake Processors (8. generacja)

2. Tianhe-2 (Chiny)

Dwa najpotężniejsze superkomputery na świecie należą dziś do Chin. Były lider, a teraz numer dwa - Tianhe-2, opracowany przez Inspur (33 PFLOPS) - jest zainstalowany na Uniwersytecie Nauki i Technologii Obronności PLA w Changsha. Opiera się na 12-rdzeniowych procesorach Intel Xeon E5-2692 i 57-rdzeniowych koprocesorach Intel Xeon Phi 31S1P. Tianhe-2 ma rekordowo wysoki pobór mocy 18 MW. Ten superkomputer zajmuje się analizą danych dotyczących zagadnień bezpieczeństwa państwa.


1. Światło Sunway Taihu (Chiny)

Wreszcie niekwestionowanym numerem jeden jest Sunway TaihuLight z Narodowego Centrum Superkomputerowego w Wuxi o mocy 93 petaflopów, który jest już trzykrotnie najbliższy prześladowcy. Tak wysoką wydajność udało się osiągnąć dzięki procesorom RISC własnej chińskiej konstrukcji - Sunway SW26010 z 4 potężnymi rdzeniami i 256 mikrordzeniami. Łączna liczba rdzeni Sunway TaihuLight wyniosła 10 milionów (drugi na świecie), a ilość pamięci RAM rekordowa 1,3 eksabajta (miliard gigabajtów). Główne obszary badań Sunway TaihuLight to wzornictwo przemysłowe, farmakologia i poszukiwanie ropy naftowej.


Perspektywy na przyszłość

Ze względu na dużą przewagę nad prześladowcami, Sunway TaihuLight najprawdopodobniej pozostanie światowym liderem przez ponad rok. Co więcej, dodając szafy z serwerami rack, jego wydajność teoretycznie można zwiększyć do ponad 100 petaflopów. Ale w pierwszej dziesiątce TOP500.org z kolejną aktualizacją rankingu latem 2018 roku na pewno będzie postęp. Na przykład pod Mediolanem uruchomiono już 15-petaflopowy superkomputer HPC4 należący do włoskiego koncernu naftowo-gazowego Eni (najpotężniejszy niepaństwowy superkomputer). A za kilka miesięcy Centrum Badawcze w Jülich powinno zakończyć budowę nowego niemieckiego „superkomputera” Atos BullSequana X1000 (12 PFLOPS), który wraz z istniejącymi JUQUEEN i JURECA będzie symulował pracę ludzkiego mózgu.

Przeczytaj także:
Ewolucja procesorów Intela: od Core 2 Duo do Core i9
Dwunastoletnia historia Intela w jednym artykule.
Antologia procesorów AMD: od Athlona 64 X2 po Ryzen
Jak procesory AMD ewoluowały od 2006 roku do chwili obecnej.
Strażnicy zimna i ciepła: termosy TOP-5 litrów
Niezastąpieni pomocnicy w utrzymaniu ciepła napojów gorących i zimnych przez długi czas.
Schudnij bez utraty mięśni: TOP 5 suplementów sportowych na suszenie
Odżywianie sportowe do pracy nad zmniejszeniem ilości podskórnej tkanki tłuszczowej i szczupłej sylwetki.
TOP 5 najlepszych laptopów poniżej 700 USD
Wybór zrównoważonych przedstawicieli średniej półki cenowej do pracy, nauki i nie tylko.