Toп-500 – рейтинг супер-ЕОМ

На закінчення цього розділу наведемо деякі дані по розробках нових супер-ЕОМ. На першу половину 2008 року найшвидшим суперкомп’ютером на землі був BlueGene L з піковою продуктивністю в 478,2 Терафлоп (478,2 трильйона операцій за секунду). Він очолював рейтинг Toп-500(Top-500). Топ-500 (www.top500.org) – рейтинг п’ятисот найпотужніших супер-ЕОМ, що оновлюється кожні півроку.

Перші петафлопові (1 петафлопс – квадриллион (10¹⁵), або тисяча трильйонів, операцій за секунду) суперкомп’ютери з’явилися у цьому списку у червні 2008 року. Згідно з рейтингом суперкомп’ютерів за станом на листопад 2008 року лідирував суперкомп’ютер Roadrunner з Аламосской національної лабораторії у Нью-Мексіко (США) з продуктивністю, яка дорівнювала 1105 Терафлоп.

Табл. 8.1. Десятка найпотужніших комп’ютерів з ТОР-500

На 22 жовтня в списку Топ-500 першу десятку місць займали найбільш «круті» у світі машини петафлопсного діапазону. 291 машини з цього топового списку працювали у США, причому американські машини займали перші два місця рейтингу. Третій за потужністю суперкомп’ютер у світі належав Об’єднаній Європі, яка на той час мала 140 топових супер-ЕОМ. З четвертого по дев’яте місця – знов у США. У Китаї – 21 машина (найпотужніша зійшла з конвеєра 16 вересня 2008 – «Шугуан 5000A», продуктивністю більше 100 трильйонів операцій за секунду), в Японії було 15 суперобчислювачів, найпотужніший з них – на 22-му місці. Росія вище за 36-е місце в цьому списку ніколи не піднімалася. У неї на той час було лише п’ять машин з Топ-500. Найпотужніший суперкомп’ютер в Росії – МВС-100К з Міжвідомчого суперкомп’ютерного центру РАН – займав 36-й рядок світового рейтингу (71 Терафлоп).

В наведеній таблиці представлена перша десятка 35-ої за рахунком редакції списку Toп-500 за станом на червень 2010.

Новини про китайську розробку з’явилися у жовтні 2010 року і, як результат створення цієї системи, попередній лідер списку Toп-500 – Cray XT5 "Jaguar", який був створений для міністерства енергетики США і має продуктивність 1,75 петафлоп, тепер займає друге місце. Третє місце займає китайський суперкомп’ютер Nebulae.

Географічно суперкомп’ютери розподілилися таким чином: 274 суперкомп’ютерів знаходяться у США (282 у попередньому 35-му списку Toп-500 за червень), 124 в Європі (144 раніше), 84 (збільшення з 57) в Азії. У порівнянні з минулим випуском кількість суперкомп’ютерів в Росії не змінилося і як раніше складає 11 систем. Загальний розподіл по кількості суперкомп’ютерів в різних країнах виглядає таким чином (у дужках зміна у порівнянні з минулою редакцією рейтингу) :

- США: 274 (- 8);

- Китай: 41 (+17, Китай вирвався з 5 на 2 місце);

- Франція: 26 (- 1);

- Німеччина: 26 (+2);

- Японія: 26 (+8);

- Велика Британія: 25 (- 13);

- Росія: 11;

- Канада: 6 (- 1);

- Італія: 6 (- 1);

- Польща: 6 (+1);

- Саудівська Аравія: 6 (+2);

- Швеція: 6 (- 2).

Представники Top-500 оголосили про вихід 36-го (листопад 2010 г) видання списку 500 найшвидших суперкомп’ютерів планети, який підтвердив інформацію про те, що Китай побудував найпотужнішу на сьогодні систему Tianhe-1A, працюючу на основі шестиядерних центральних процесорів Intel X5670 та графічних прискорювачів NVIDIA Tesla. Продуктивність цього суперкомп’ютера сягає 2.57 петафлоп, він оснащений 229 Tерабайт ОЗУ.

Новини про китайську розробку з’явилися у жовтні 2010 року і, як результат створення цієї системи, попередній лідер списку Top-500 – Cray XT5 "Jaguar", створений для міністерства енергетики США, і який має продуктивність 1,75 петафлоп, тепер займає друге місце. Третє місце займає китайський суперкомп’ютер Nebulae.

У червні 2011 року опублікована 37-а редакція Top500 – список 500 найпотужніших комп’ютерів світу. У гонці суперкомп’ютерних потужностей знову змінився лідер. Японський суперкомп’ютер K став найпотужнішим у світі, обігнавши своїх найближчих переслідувачів з Китаю та США. Він досяг швидкості роботи у 8,162 квадрильйона (петафлоп) операцій за секунду, повідомляє його виробник Fujitsu.

Зараз комп’ютер складається з 672 спеціальних комп’ютерних корпусів, в яких знаходяться 68 544 процесори. Зрештою кількість процесорів збільшиться до 80 тис., а продуктивність – до 10 петафлопс.

Випробування, що проводились 7-8 жовтня 2011 року, підтвердили передбачувані результати, що і повідомляється на сайті компанії Fujitsu, розробника K комп’ютера. Тест Linpack, який традиційно застосовується для оцінки продуктивності суперкомп’ютерів, дав результат в 10,51 петафлопс. Таким чином, K комп’ютер побив власний рекорд продуктивності.

Kкомп’ютер у його нинішній конфігурації об’єднує 864 обчислювальних стойки та 88128 процесорів. Теоретична продуктивність системи складає 11,28 петафлопс.

Та все ж, найпотужніший суперкомп’ютер почав свою роботу у 2012 році. За повідомленням Оукриджской національної лабораторії (ORNL) Міністерства енергетики США (DOE) у 2012 році був введений у дію новий суперкомп’ютер – система Titan.

Проектуванням обчислювального комплексу займалася компанія Cray. Установка суперкомп’ютера здійснювалася у два етапи: складання першої черги (кінець 2011 року), а друга черги – 2012 рік.

Очікувалося, що швидкодія "Титану" складе до 20 квадриллионов операцій з плаваючою крапкою за секунду (20 петафлоп). Розрахункова вартість комплексу – біля $100 млн; використати його планується для проведення складного моделювання енергетичних систем.

Далі ми представимо ТОП-10 найпотужніших суперкомп'ютерів за версією 2013 року.

1. На першому місці, як і очікувалося, знаходиться суперкомп'ютер Titan. Цей мощній і дорогий суперкомп'ютер був створений за участю компаній Cray і Nvidia. Суперкомп'ютер знаходиться в Національній лабораторії Оук-Рідж, що в Теннесі. За одну секунду цей суперкомп'ютер може виконати до 17.58 квадрильйона операцій з плаваючою крапкою. Його продуктивність орієнтовно еквівалентна 17.59 петафлопс.

2. На другому місці розташувався суперкомп'ютер під назвою Sequoia. Він був створений співробітниками Ліверморської національної лабораторії (США), де він, власне, і знаходиться. Потенціал цього комп'ютера використовується для симуляції роботи ядерної зброї, адже його створення дозволило проводити ядерні випробування не на місцевості, а у віртуальному просторі. Його приблизна продуктивність дорівнює 16.32 петафлопс.

3. Трійку лідерів замикає японський суперкомп'ютер – «K computer», який був зібраний компанією Fujitsu. Комп'ютер знаходиться в будівлі Інституту фізико-хімічних досліджень (місто Коба). Потужності цього суперкомп'ютера використовуються для моделювання катастроф і прорахунків гіпотетично можливих землетрусів. Його продуктивність складає 10.51 петафлопс.

4. На четвертому місці суперкомп'ютер, який був зібраний в США компанією IBM. Комп'ютер був зібраний в 2011 році і знаходиться в Арагонською національною лабораторії. Його потенціал використовується вченими для оцінки кліматичних змін, а також моделювання електрокарів і оцінки розвитку нашого Всесвіту. Приблизна продуктивність 8.16 петафлопс.

5. На п'ятому місці закріпився німецький суперкомп'ютер, який був зібраний в Німеччині в 2012 році. На даний час комп'ютер перебуває в Дослідницькому центрі Юліха. Головним завданням комп'ютером є моделювання різних процесів, у число яких входять і кліматологія, і фізика. За версією TOP-500 даний суперкомп'ютер є найпотужнішим суперкомп'ютером в Європі.

6. У золоту середину вписався SuperMUC, зібраний фахівцями з IBM, продуктивністю на рівні 3 петафлопс. Цей суперкомп'ютер містить 324 терабайта DDR3 пам'яті, а в якості ОС на комп'ютер встановлена ​​Linux.

7. На сьомому місці розташувався суперкомп'ютер Техаського університету (США) продуктивністю на рівні 2-3 петафлопс, ​​280 терабайт оперативної пам'яті і близько 20 петабайт дискового простору.

8. На восьмому місці знаходиться китайський суперкомп'ютер Tianhe-1A. Комп'ютер складається з 103 стійок і важить близько 160 тонн. Комп'ютер знаходиться в Національному університеті оборонних технологій Китаю. До складу суперкомп'ютера увійшли 7168 графічних процесорів від компанії Nvidia і 14556 центральних процесорів від компанії Intel. Продуктивність його – 2.507 петафлопс.

9. На дев'ятому місці ще одне творіння компанії IBM - суперкомп'ютер Fermi. Цей суперкомп'ютер розташований в Італії. Він вільно доступний для потреб 54 італійських університетів. Його продуктивність складає 2.1 петафлопс.

10. На десятому місці французький суперкомп'ютер розроблений і зібраний компанією Bull. Загальна кількість ядер – 80 000. Пікова продуктивність цього суперкомп'ютера наближається до показника в 2 петафлопса.

У Росії будується найпотужніший суперкомп'ютер в Європі МВС-10П, який повинен у 3 рази збільшить продуктивність обчислювального комплексу Міжвідомчого суперкомп'ютерного центру Російської академії наук (МСЦ РАН).

На квітень 2013 р. в МСЦ створений прототип майбутнього комп'ютера потужністю 523,8 Тфлопс. Він складається з 208 обчислювальних вузлів, кожен з яких включає по два 8-ядерних процесора (всього 3,3 тис. ядер). У 2013 р. планується довести продуктивність системи до 2 петафлопс.

Найпотужнішим на 2013 р. російським суперкомп'ютером є «Ломоносов», розташований в МДУ. В останній редакції рейтингу він посідає 26-місце. Його максимальна продуктивність складає близько 920 Тфлопс. У комп'ютері стоїть 78,6 тис. ядер.

Згідно списку рейтингу 2013 р. в США встановлено п'ять з десяти найбільш продуктивних обчислювальних систем в світі. На Європу припадає 105, Азію - 124, обидві Америки - 264 суперкомп'ютера зі списку.

Час іде і все змінюється. Вже на кінець 2013 р. (42-й випуск рейтингу був оприлюднений 18 листопада 2013 р.) ТОП-10 найпотужніших суперкомп'ютерів очолив ктайский суперкомп'ютер Tianhe-2(Тяньхэ – Чумацький шлях), розроблений і виготовлений китайським Національним університетом оборонних технологій. Спочатку планувалося закінчити проект в 2015 році, але його вдалося запустити достроково до кінця 2013 року.

Tianhe-2 состоит из 16 тысяч узлов, каждый из которых включает в себя 2 процессора Intel Xeon E5-2692 12 ядрами каждый (частота 2,2 ГГц) и 3 специализированных сопроцессора Intel Xeon Phi31S1P по 57 ядер на ускоритель (частота 1,1 ГГц), который в тесте Linpack продемонстрировал производительность 33.86 петафлоп за секунду (квадрильонов операций з плаваючею крапкой за секунду).

Японські вчені також планують в 2020 році створити новий суперкомп'ютер, здатний виконувати один квінтильйон (мільйон трильйонів) операцій з плаваючою крапкою за секунду (http://www.unn.com.ua).

Новий суперкомп'ютер буде в 30 разів перевищувати потужність самого потужного на даний момент суперкомп'ютера, китайської системи Tianhe-2. Такі суперкомп'ютери знайдуть своє місце в областях розробки лікарських препаратів, дослідження в галузі астрофізики, моделювання мозку та інших сферах, де потрібні дуже складні математичні обчислення.