Самый мощный компьютер в мире в 2022 году

Самые мощные компьютеры на планете называют суперкомпьютеры. Лидера 2021 года Fugaku из Японии сместила американская новинка Frontier. Суперкомпьютер из США стал первым в мире устройством, мощность которого превысила 1 экзафлоп/с. Для этого использовали свыше 8,7 млн ядер.

Какой компьютер самый мощный в мире?

Frontier HPE Cray EX235a — новая компьютерная система, которая возглавила рейтинг TOP500. HPE Cray EX — первая система в США, пиковая производительность которой превышает один экзафлоп/с.

Где находится самый мощный компьютер в мире? В настоящее время он интегрируется и тестируется в ORNL в Теннесси (США), где его будет эксплуатировать Министерство энергетики (DOE).

Frontier достиг 1,102 экзафлоп/с, используя 8 730 112 ядер. Новая архитектура HPE Cray EX сочетает в себе процессоры AMD EPYC 3-го поколения, оптимизированные для высокопроизводительных вычислений и искусственного интеллекта, ускорители AMD Instinct 250X и межсоединение Slingshot-11.

Суперкомпьютер HPE Cray EX представляет собой высокоплотную кластерную компьютерную систему с жидкостным охлаждением на базе блейд-серверов, разработанную с нуля для обеспечения максимальной производительности, масштабируемости и плотности.

Основным строительным блоком суперкомпьютера HPE Cray EX стал корпус с жидкостным охлаждением. Шкаф представляет собой герметичный блок, использует технологию охлаждения с замкнутым контуром и не отводит нагретый воздух в центр обработки данных. Прямые охлаждающие пластины с жидкостным охлаждением обеспечивают эффективный отвод тепла от мощных устройств, включая процессоры, графические процессоры и коммутаторы, через вспомогательный распределительный блок охлаждения (CDU).

Блок распределения охлаждения (CDU) — это теплообменник типа жидкость–жидкость, который используют для отвода тепла от суперкомпьютера HPE Cray EX. CDU использует вторичный контур для циркуляции теплоносителя к холодным поглотителям. Тепло, захваченное во вторичном контуре, передается в первичный контур объекта через теплообменник жидкость–жидкость.

CDU предназначен для циркуляции и управления теплоносителем к коллекторам, которые находятся в каждом шасси в шкафу. CDU рассчитан на охлаждение 1,6 МВт. Система охлаждения контролирует условия в помещении и предотвращает образование конденсата, поддерживая температуру вторичного контура выше точки росы в помещении. Для охлаждения такого компьютера используется 6000 галлонов в минуту.

Помимо усовершенствованного жидкостного охлаждения CDU, суперкомпьютер отличается следующим:

• 74 шкафа HPE Cray EX весом более 3,6 тонн каждый;
• сетевые кабели HPE Slingshot общей протяженностью 150 км обеспечивают единственную в мире высокопроизводительную коммутационную сеть Ethernet, предназначенную для решений HPC и искусственного интеллекта следующего поколения;
• система хранения Cray Clusterstor E1000, которая позволяет системе хранения Frontier Orion обеспечивать емкость хранения 700 петабайт, пиковую скорость записи более 35 терабайт в секунду и более 15 миллиардов операций ввода-вывода произвольного чтения в секунду.

Frontier в разных рейтингах:

1. Первое место в категории, называемой вычислениями со смешанной точностью, которая оценивает производительность в форматах, обычно используемых для искусственного интеллекта с производительностью 6,88 экзафлопс.
2. Первое место в списке Green500 как самый энергоэффективный суперкомпьютер в мире с производительностью 52,23 гигафлопс на ватт, что делает его энергоэффективнее на 32% по сравнению с предыдущей системой номер один.

Будучи самым мощным суперкомпьютером в мире, обеспечивающим беспрецедентную производительность и расширенные возможности, Frontier ускорит открытия, сделает прорыв и решит самые сложные мировые проблемы. Суперкомпьютер, мощность которого суммарно превышает следующую семерку крупнейших суперкомпьютеров мира, позволит ученым моделировать на экзафлопсном уровне решения задач, которые в 8 раз сложнее и выполнит их до 10 раз быстрее. Ожидают, что Frontier достигнет более высоких уровней скорости с теоретической пиковой производительностью в 2 эксафлопса.

Суперкомпьютер окажет значительное влияние на такие важные области, как диагностика и прогнозирование рака и болезней, поиск лекарств, возобновляемые источники энергии и новые материалы для создания более безопасных и устойчивых продуктов.

Сколько стоит самый мощный компьютер в мире? Саймон Рид пишет, что Frontier оценивается в $600 млн.

Другие суперкомпьютеры

В десятку самых мощных компьютеров в мире, помимо Frontier, входят еще три системы, созданные HPE: LUMI — 3 место, Summit (OLCF-4) — 4 место, Perlmutter — 7 место. Рассмотрим подробнее, какие суперкомпьютеры расположились в ТОP500 после Frontier.

Supercomputer Fugaku

Суперкомпьютер из Японии был лидером последние 2 года. Назвали его Fugaku. Так еще в различных изданиях и книгах называют гору Фудзи, в честь которой и назвали производительный аппарат. Установлен суперкомпьютер в вычислительном центре Института физико-химических исследований (RIKEN) в городе Кобе.

Fugaku отличается такими характеристиками:

• производительность — 442 010 петафлопсов (пиковый показатель составил 537 212 петафлопса);
• процессор — Fujitsu A64FX;
• мощность — 28,3 МВт;
• операционная система — Linux (RHEL).

Fugaku — один из самых дорогих суперкомпьютеров, поскольку в него установлено 158 976 процессоров A64FX. Предположительно на разработку было потрачено около $1 млрд.

LUMI HPE Cray EX235a

Один из самых мощных суперкомпьютеров в мире, LUMI, начал свою работу в дата-центре CSC в Каяани (Финляндия) в 2021 году. Пиковая производительность LUMI составляет 214,35 петафлопс в секунду.

LUMI — это европейское предприятие, в котором десять европейских стран и совместное предприятие EuroHPC (EuroHPC JU) инвестируют в одну совместную систему. Он призван стимулировать исследования, занятость и конкурентоспособность по всей Европе. Поставщик системы — Hewlett Packard Enterprise (HPE), которая оснащает суперкомпьютер HPE Cray EX процессорами AMD EPYC следующего поколения и графическими процессорами AMD Instinct.

Summit (OLCF-4)

Был построен в 2018 году. До появления японского производительного суперкомпьютера был самым мощным, но сейчас сместился на 4-е место в рейтинге ТОP500. Располагается в Министерстве энергетики США. На разработку Summit было выделено $325 млн.

Разработкой американского суперкомпьютера занималась лаборатория, инженерам которой удалось сконструировать аппарат с вычислительной мощностью 148,6 петафлопса.

Sierra (ATS-2)

Суперкомпьютер, как и предыдущая вычислительная машина, принадлежит США и построен в 2018 году. Комплекс Sierra используют в Национальном управлении по ядерной безопасности Америки.

Суперкомпьютер предназначен для решения задач, связанных с управлением ядерным арсеналом страны. Его используют для обеспечения безопасности, эффективности и надежности ядерного оружия. Изначально считали, что вычислительная мощность Sierra составит 125 петафлопсов, но тест производительности LINPACK показал 94,6 петафлопсов.

Sunway TaihuLight

Китай — лидер по количеству суперкомпьютеров. В стране насчитывается 173 вычислительных комплекса. В период с 2016-го по 2018-й именно китайский Sunway TaihuLight был самым производительным в рейтинге ТОP500.

Сейчас суперкомпьютер расположился на 6-м месте. Его производительность составляет 93 петафлопса. Стоимость Sunway TaihuLight — 1,8 млрд юаней, что равно $270 млн США. В суперкомпьютере установлено 40 960 процессоров SW26010, которые суммарно имеют почти 10,7 млн ядер.

Perlmutter

На седьмом месте расположился Perlmutter HPE Cray EX235n. Для его работы используются процессоры AMD Epyc 7742 64C и видеокарты NVIDIA A100 SXM4 объемом видеопамяти 40 ГБ. Суммарно в нем насчитывается 761 856 ядер. Пиковая вычислительная мощность — 93,75 петафлопсов.

Любой игровой ПК не сравнится с вычислительными возможностями представленных суперкомпьютеров, которые в разы превосходят персональные аппараты. В этом году американцы удивили своим творением под названием Frontier, которое в разы превосходит остальные суперкомпьютеры из рейтинга ТОP500.