10. K computer (Японія)

Встановлений в 2011 році в Інституті фізико-хімічних досліджень у Кобе K computer є самим старим і слабким (якщо таких взагалі можна назвати 10-петафлопсное рішення) представником першої десятки. Для порівняння, процесор Core i7-8700K виробляє обчислення з плаваючою комою з швидкістю всього 48 гігафлопс, а відеокарта GeForce GTX 1080 — 11 терафлопс. Один петафлопс дорівнює тисячі терафлопс або мільйону гігафлопс.

Побудований K computer силами компанії Fujitsu (на нашому ринку більше відома як виробник кондиціонерів), яка розробила та виготовила для нього 88 тисяч восьмиядерних процесорів SPARC64 VIIIfx. Ця унікальна процесорна архітектура хоч і програє дев'яти іншим суперкомпьютерам в тесті Linpack (щільні системи лінійних алгебраїчних рівнянь), який вважається основним при формуванні рейтингу TOP500.org, але донині утримує планку першості в альтернативному тесті HPCG benchmark (розріджені матриці).

Продуктивні персональні комп'ютери

Належить K computer ще й антирекорд серед суперкомп'ютерів першої десятки — найгірше співвідношення продуктивності і енергоспоживання (менше 1 PFLOPS на 1 МВт). Застосовується K computer для медичних та кліматичних досліджень.

9. Oakforest-PACS (Японія)

На дев'ятому місці світового рейтингу обчислювальної потужності TOP500.org розташувався ще один «японець» — Oakforest-PACS з Сполученого центру прогресивних високопродуктивних обчислень з показником 13 петафлопс. А за результатами бенчмарку IO-500, він є суперкомп'ютером з найшвидшою дисковою підсистемою, яка складається з мережевої файлової системи DataDirect Networks ES14KX з усередненою швидкістю читання-запису 600 ГБ/с і додаткового кеша Infinite Memory Engine зі швидкістю 742 ГБ/с для дрібних файлів.


Побудований Oakforest-PACS вищезгаданої компанією Fujitsu, але вже на базі восьми тисяч куди більш енергоефективних, що застосовувалися раніше SPARC, 68-ядерних чипів Intel Xeon Phi 7250 (5 PFLOPS на 1 МВт), що представляють собою щось середнє між процесором і відеокартою (велика кількість відносно слабких ядер). Використовується Oakforest-PACS для досліджень в області фізики і хімії.

Лінійка процесорів Intel Xeon

8 – 7. Cori і Trinity (обидва США)

Суперкомп'ютери Cori і Trinity досить-таки схожі: обидва розташовані в США (Національний енергетичний науково-дослідний комп'ютерний центр в Берклі і Лос-Аламосская національна лабораторія відповідно), обидва засновані на чипах Intel Xeon Phi 7250, обидва видають продуктивність на рівні 14 петафлопс і обидва побудовані компанією Cray Inc., яку колись заснував той самий Сеймур Крэй. Працюють Cori і Trinity під управлінням операційної системи Cray Linux Environment, здатної оперувати мільйоном процесорних ядер і петабайтом (мільйоном гб) оперативної пам'яті. Основною сферою застосування Cori і Trinity є атомна енергетика.


6. Sequoia (США)

У той час як переважна більшість суперкомп'ютерів з першої десятки використовують відеокарти, Sequoia з Ліверморської національної лабораторії, як і вищезгаданий K computer, побудований за звичаєм на одних лише процесорах. А з урахуванням того, що будівельником Sequoia є компанія IBM, то і процесори були обрані IBM A2 з 16 ядрами архітектури Power ISA. Сумарна кількість ядер дорівнює 1.5 мільйона, що результирует продуктивність 17 петафлопс.


Управляється Sequoia допомогою операційної системи Red Hat Enterprise Linux, яка, на відміну від суто суперкомпьютерной Cray Linux Environment, цілком придатна для домашнього або офісного використання. З допомогою Sequoia вивчаються астрономічні явища і людський геном.

5. Titan (США)

Серед геймерів і комп'ютерних ентузіастів існує помилкове упередження, що процесори AMD погано поєднуються з відеокартами NVIDIA. «Як би не так!», — з залізною впевненістю стверджують інженери Cray Inc., побудували суперкомп'ютер Titan потужністю 17 петафлопс в Окріджській національної лабораторії (один з давнейших і постійних клієнтів компанії Cray).


Причому побудований Titan не з нуля, а шляхом «апгрейду» існував раніше суперкомп'ютера Jaguar. До вже наявних 16-ядерних процесорів AMD Opteron 6274 були додані серверні відеокарти NVIDIA Tesla K20X, кожна з 2688 мікроядрами CUDA. Завдяки Titan, вчені отримали можливість змоделювати процеси згоряння палива, зміни магнітних властивостей матеріалів під впливом температури і поведінку нейтронів в ядерному реакторі.

4. Gyoukou (Японія)

Найпотужнішою обчислювальною системою Японії є Gyoukou (19 PFLOPS), яку спільно спроєктували компанії ExaScaler і PEZY Computing за замовленням Агентства морських і земних наук і технологій. Що незвично, 16-ядерні процесори Xeon D-1571 і 2048-микроядерные співпроцесори PEZY-SC2 охолоджуються шляхом повного занурення в маслянисту рідину.


З усіх суперкомп'ютерів світу саме Gyoukou є багатоядерним (сумарно майже 20 мільйонів мікроядер), а також самим енергоефективним з топ-десятки (15 PFLOPS на 1 МВт). Встановлені на ньому операційна система CentOS (також підходить для дому) та набір програмного забезпечення Earth Simulator призначений для прогнозування змін клімату на багато років вперед.

3. Piz Daint (Швейцарія)

У Швейцарському національному суперкомпьютерном центрі знаходиться відразу три суперкомп'ютера зі списку TOP500.org найпотужнішим з яких є Piz Daint. Першопочатково його потужність дорівнювала лише 6 петафлопсам, але через кілька років його модернізували аж до 20. У підсумку він став не тільки найпотужнішим в Європі, але і в третьому світі, випередивши японські і американські системи.


Побудований Piz Daint компанією Cray на базі 12-ядерних процесорів Xeon E5-2690v3 і серверних відеокарт NVIDIA Tesla P100 з 3840 мікроядрами CUDA (новіше і потужніше тільки Tesla V100 c 5120 мікроядрами). Основна сфера застосування — науки про життя (біологія, медицина та їх сучасні похідні).

Процесори Coffee Lake (8-е покоління)

2. Tianhe-2 (Китай)

Два найпотужніших на даний момент суперкомп'ютера світу належать Китаю. Колишній лідер, а нині номер два — Tianhe-2, розроблений компанією Inspur (33 PFLOPS) — встановлений в Оборонному науково-технічному університеті НВАК у місті Чанша. В його основі лежать 12-ядерні процесори Intel Xeon E5-2692 і 57-ядерні співпроцесори Intel Xeon Phi 31S1P. Енергоспоживання у Tianhe-2 рекордно висока — 18 МВт. Займається цей суперкомп'ютер аналізом даних з питань держбезпеки.


1. Sunway TaihuLight (Китай)

Нарешті, незаперечним першим номером є Sunway TaihuLight з Національного суперкомп'ютерного центру в Усі з потужністю 93 петафлопса, що аж втричі перевершує найближчого переслідувача. Досягти такої високої продуктивності вдалося завдяки RISC-процесорів власної китайської розробки — Sunway SW26010 з 4 потужними ядрами і 256 мікроядрами. Сумарна кількість ядер Sunway TaihuLight склала 10 мільйонів (другий у світі показник), а об'єм оперативної пам'яті — рекордні 1.3 эксабайта (мільярд гігабайт). Основні напрямки досліджень Sunway TaihuLight — індустріальне проєктування, фармакологія та розвідка нафти.


Подальші перспективи

Завдяки великому відриву від переслідувачів, Sunway TaihuLight, швидше за все, буде залишатися світовим лідером ще не один рік. Тим більше, що шляхом додавання монтажних шаф зі стоечними серверами його продуктивність в теорії можна довести до 100+ петафлопс. А ось у першій десятці TOP500.org з черговим оновленням рейтингу влітку 2018 року точно будуть зрушення. Так, недалеко від Мілана вже запущений в експлуатацію 15-петафлопсный суперкомп'ютер HPC4, що належить італійській нафтогазовій компанії Eni (потужний недержавний суперкомп'ютер). А через пару місяців в Дослідницькому центрі Юліх повинні добудувати новий німецький «суперкомп» Atos BullSequana X1000 (12 PFLOPS), який разом з вже існуючими JUQUEEN і JURECA буде моделювати роботу людського мозку.

Читайте також:
Еволюція процесорів Intel: від Core 2 Duo до Core i9
Дванадцятирічна історія компанії Intel в одній статті.
Антологія процесорів AMD: від Athlon 64 X2 до Ryzen
Як розвивалися процесори AMD з 2006 року по наш час.
Хранителі холоду і тепла: ТОП-5 літрових термосів
Незамінні помічники в тривалій підтримці гарячих напоїв теплими, а прохолодних — холодними.
Худнути без втрати м'язів: ТОП-5 спортивних добавок при сушінні
Спортивне харчування для роботи на скорочення кількості підшкірного жиру і рельєфне тіло.
ТОП-5 кращих ноутбуків в межах 700 доларів
Підбірка збалансованих представників середнього цінового сегмента для роботи, навчання і не тільки.