Cine deține cele mai puternice cinci supercomputere din lume și la ce le folosesc

Fiecare supercomputer este alcătuit, de fapt, din mai multe calculatoare individuale (cunoscute sub numele de noduri) care lucrează împreună în paralel. O măsură obișnuită de măsurare a performanței acestor mașini este reprezentată de flopi sau de operațiile de calcul cu virgulă mobilă pe secundă. Un petaflop este echivalent cu un milion de miliarde de instrucțiuni pe secundă.

Plecând de la puterea de calcul Top 500 a întocmit un top 5 al celor mai puternice supercomputere din lume.

Supercomputerul Fugaku din Japonia a fost finalizat în martie 2021 și este oficial cel mai puternic supercomputer din lume. Este folosit pentru diverse aplicații, inclusiv pentru simulări meteorologice și descoperirea de medicamente inovatoare.

Instalat la Riken Center for Computational Science (R-CCS) din Kobe, Japonia, acesta a fost dezvoltat în comun de Riken și Fujitsu și se bazează pe procesorul personalizat ARM A64FX de la Fujitsu.

Summit, un sistem construit de IBM la Oak Ridge National Laboratory (ORNL) din Tennessee, SUA, rămâne cel mai rapid sistem din SUA și pe locul 2 la nivel mondial. Acesta are o performanță de 148,8 Pflop/s la testul de referință HPL, care este utilizat pentru a clasifica lista TOP500. Summit are 4.356 de noduri, fiecare dintre ele găzduind două procesoare Power9 cu 22 de nuclee fiecare și șase GPU NVIDIA Tesla V100, fiecare cu 80 de multiprocesoare de streaming (S.M.). Nodurile sunt conectate între ele cu o rețea InfiniBand Mellanox dual-rail EDR InfiniBand. Mașinăria sprijină cercetarea în domenii precum sănătatea, energia și intelegența artificială.

Sierra, un sistem de la Lawrence Livermore National Laboratory, California, SUA, se află pe locul 3. Arhitectura sa este foarte asemănătoare cu cea a sistemelor Summit de pe locul 2. Acesta este construit cu 4.320 de noduri cu două procesoare Power9 și patru GPU NVIDIA Tesla V100. Sierra a obținut 94,6 Pflop/s.

Sunway Taihulight este oficial cel mai bun supercomputer din China și al patrulea cel mai puternic din lume. Acestea fiind spuse, unii experți cred că țara operează deja două sisteme mult mai puternice, pe baza datelor provenite din surse anonime.

Perlmutter, aflat pe locul 5, este deținut de Departamentul Energiei al Statelor Unite și a fost inclus de curând în TOP10, în iunie 2020. Acesta se bazează pe platforma HPE Cray „Shasta” și este un sistem eterogen cu noduri bazate pe AMD EPYC și 1.536 de noduri accelerate de NVIDIA A100. Perlmutter a îmbunătățit performanțele sale la 70,9 Pflop/s.

Un exemplu pentru a înțelege mai bine diferența imensă între puterea de calcul dintre un calculator casnic și un supercomputer, este că ar fi nevoie de puterea combinată a 4.000 de plăci grafice Nvidia Titan RTX (cea mai puternică placă de consum disponibilă) pentru a se măsura cu Fugaku.

Viitoarele supercomputere

Se presupune că unul dintre supercomputerele neprezentate de China se numește Oceanlite și este un succesor al Sunway Taihulight. Se crede că ar fi atins 1,3 exaflops, adică 1,3 quintilioane de flop-uri. Tabelul următor facilitează urmărirea tuturor acestor cifre mari.

În SUA, producătorii rivali de cipuri AMD și Intel au obținut contracte din partea Departamentului de Energie al SUA pentru a construi supercomputere exascale. Din partea AMD, există Frontier și El Capitan, în timp ce din partea Intel, există Aurora.

În proiectul EL Capitan este implicată și Hewlett Packard Enterprise (HPE), care susține că supercomputerul va putea atinge 2 exaflops la finalizarea sa în 2023. Toată această putere va fi folosită pentru a susține mai multe proiecte interesante, respectiv:

• Să permită simularea și modelarea avansată pentru a sprijini stocul nuclear american și a asigura fiabilitatea și securitatea acestuia.
• Să accelereze descoperirea de medicamente împotriva cancerului de la șase ani la un an, printr-un parteneriat cu compania farmaceutică, GlaxoSmithKline.
• Înțelegerea dinamicii și a mutațiilor proteinelor RAS, care sunt legate de 30% din cancerele umane.

Per total, calculul exascale reprezintă capacitatea de a efectua analize complexe în câteva secunde, în loc de ore. Acest lucru ar putea debloca un ritm și mai rapid de inovare.