Самые мощные компьютеры в мире: ТОП-10 суперкомпьютеров

Топ-10 самых мощных компьютеров

Топ-10 самых мощных компьютеров в мире – десятка наиболее производительных вычислительных машин 💻, которые применяются крупнейшими мировыми организациями для решения важных математических задач. Главное в этом рейтинге – мощность, по которой и ранжируется оборудование.


Что такое суперкомпьютер и зачем он нужен

Топ самых мощных суперкомпьютеров – список устройств с самыми высокими показателями вычислительной производительности. Основной сферой применения подобных устройств считается моделирование процессов. Благодаря мощным суперкомпьютерам процедуры, связанные с моделированием процессов, проходят гораздо быстрее, из-за чего повышается эффективность работы целых научных отделов в частных и государственных организаций.

По причине успешного применения мощных суперкомпьютеров многие компании стараются разработать или купить собственную технику подобного плана, из-за чего количество высокопроизводительных машин лишь увеличивается.

Если говорить конкретно, то применяется суперкомпьютер в проектах, связанных с ядерными программами, биологией, исследованием космоса. Существуют и более прикладные сферы, где от мощности машины существенно зависит скорость разработок: создание силовых агрегатов для транспортных средств или поиск скорости деформации для определенных деталей при особых температурных режимах.


Топ-10 самых мощных суперкомпьютеров в мире

Топ-10 самых мощных суперкомпьютеров начинается с участника, показатели производительности которого самые низкие. Только в конце рейтинга будет озвучено название вычислительного оборудования, скорости которого в середине 2020 года не были достигнуты другими производителями.


10 место – Piz Daint

Топ самых мощных суперкомпьютеровОткрывает наш ТОП – швейцарский суперкомпьютер Piz Daint

Производительность: 21,2 Пфлопс

Открывает топ самых мощных суперкомпьютеров Piz Daint. Установлено вычислительное оборудование в специальном IT-центре, который расположен в Швейцарии. Свое название устройство получило из-за одноименной горы, находящейся в Альпах.
  • Впервые оборудование представили еще в конце 2012 года. Тогда его создали на базе XC30. Только после этого была добавлена новая система, названная в честь горы. Произошло это в 2013 году.
  • Но и в 2013 году суперкомпьютер не получил той мощности, которая сейчас указывается в топ-10. Разработчики обновили систему только в конце 2016 года. Тогда были объединены основные компоненты разных вычислительных устройств и все это дополнилось графическими адаптерами от NVIDIA.
  • Подобные изменения позволяли Piz Daint занимать место в тройке самых мощных компьютеров до 2018 года. Но уже после система опустилась на пятую строчку, а сейчас располагается на грани вылета из рейтинга. Однако по состоянию на 2018 год равных этой машине на европейском континенте не было.


9 место – Marconi-100

Топ самых мощных компьютеров в миреНа 9-м месте расположился суперкомпьютер из Италии – Marconi-100

Производительность: 21,6 Пфлопс

Следом в рейтинге самых мощных суперкомпьютеров в мире расположился Marconi-100. Разработкой занимались итальянские исследователи. Всего участие принимало 69 местных университетов и 11 национальных учреждений. Это их давнее сотрудничество, которое дало свои плоды: вычислительная машина находится на втором месте в Европе.
  • Ведущее место в разработке мощного суперкомпьютера занимала компания IBM. Используемая технология – POWER9. Также применялись графические адаптеры от NVIDIA.
  • Также известно, что этот участник топа самых мощных компьютеров в мире будет использоваться не только итальянскими учеными, но и другими европейскими специалистами. Для этого применяется система распределения вычислительных ресурсов.
  • Основная направленность суперкомпьютера – решение социальных и экономических проблем, актуальных для настоящего времени. Так, применять систему планируют при изучении климата, создании новых энергетических источников и в медицине.
  • Также с помощью Marconi-100 планируют моделировать воздействие различных факторов на окружающую среду. Огромная вычислительная мощность поможет определить момент начала землетрясения или заранее "расскажет" о возможных последствиях распространения вирусных заболеваний.


8 место – Frontera

Какой самый мощный компьютерНа 8-м месте расположился суперкомпьютер из Техаса – Frontera

Производительность: 23,5 Пфлопс

Frontera – мощный суперкомпьютер, который разработан Техасским центром передовых вычислений. Находится в городе Остин в местном университете. Создатели рассказали о новой технике только в середине 2019 года. Тогда же он смог занять пятое место по показателю производительности.
  • Самый мощный техасский суперкомпьютер создан на деньги научного фонда страны. Тогда в разработку университета Остина инвестировали более 60 миллионов долларов. Активное участие в работе принимала компания Dell EMC, также ее представители заручились поддержкой коллег из NVIDIA, IBM, Intel.
  • В основе достаточно мощного суперкомпьютера лежит более 8 тысяч узлов и в каждом установлено по 2 процессора от компании Intel, производительность которых – 28 ядер. В сумме такая установка имеет около 500 000 ядер.
  • Интересно также, что для этого суперкомпьютера использовалось хранилище данных, разработанное компанией Data Direct Networks. В основе этой технологии лежат твердотельные накопители. Также, по информации от производителя, тепло отводят системы жидкого охлаждения от компании CoolIT.
  • Принимала участие в разработке и компания Green Revolution Cooling, которая создала СЖО для видеокарт от NVIDIA. Пока что неизвестно, какой самый мощный компьютер получит первое место в этом рейтинге, но Frontera уже поражает своими показателями.


7 место – Selene

Топ самых мощных суперкомпьютеров в миреСедьмое место занимает суперкомпьютер от NVIDIA – Selene

Производительность: 27,5 Пфлопс

Selene – далеко не самый мощный суперкомпьютер в мире, но представители компании NVIDIA, которые занимались разработкой, уверены, что это лучший пример максимальной энергоэффективности.
  • Такое звание один из мощнейших суперкомпьютеров получил из-за того, что преодолел отметку по энергоэффективности в 20 гигафлопс/ватт. И это единственная система в рейтинге, которая может похвастаться таким достижением.
  • Также в NVIDIA заявляют, что Selene эффективнее своих аналогов из рейтинга самых мощных суперкомпьютеров благодаря использованию видеокарт компании. И этот показатель в 6,8 раз выше, нежели у лучшего из представителей топ-10.
  • Процессоры, на которых построена система, называются NVIDIA A100. Их главная способность заключается в ускоренном процессе, который применяется при работе искусственного интеллекта во время моделирования сложнейших задач.
  • Какой самый мощный компьютер будет представлен в этом рейтинге, только предстоит узнать в самом конце, но в NVIDIA уверены, что их инженеры отлично потрудились над созданием вычислительной машины, которая была собрана всего за месяц.
  • Такой результат по скорости сборки достигнут благодаря тому, что представители компании использовали модульную архитектуру.


6 место – HPC5

Самый мощный компьютерШестую строчку ТОПа занял суперкомпьютер, предназначенный для исследований месторождений нефти – HPC5

Производительность: 35,4 Пфлопс

Первое место во второй пятерке списка самых мощных суперкомпьютеров занимает HPC5. Заказчиком для этого оборудования стала компания из Италии, которая занимается добычей нефти и газа.
  • На момент, когда заказ был сделан, уже существовал мощный суперкомпьютер HPC4. Производительность этого устройства достигала отметки в 18 Пфлопс, что не устраивало компанию. Новое поколение оборудования выдает уже более 35 Пфлопс. При этом две вычислительные машины можно использовать одновременно.
  • Над узлами для одного из самых мощных компьютеров работала компания Dell. Всего их создано около 1 800, в каждом используется по два процессора на 24 ядра. В них же установлено по 4 видеокарты от компании NVIDIA.
  • Еще до завершения разработки было известно, что установят новое оборудование в центре обработки данных Green Data Center. Его открыли еще 7 лет назад и тогда в нем работала система HPC4.
  • Исследовать с помощью этого компьютера будут сферу не ископаемых энергетических источников. Также HPC5 будет применяться для проверки месторождений нефти. Удачное использование мощного суперкомпьютера позволит окупить инвестиции на его разработку.


5 место – Tianhe-2A

Самый мощный компьютер в миреОткрывает ТОП-5 китайский суперкомпьютер – Tianhe-2A

Производительность: 61,4 Пфлопс

Последнее место в первой пятерке самых мощных суперкомпьютеров в мире занимает Tianhe-2A. Название переводится с китайского языка как "млечный путь". Разработкой этой вычислительной машины занимался университет Народно-освободительной армии КНР, а поддержку им оказывала компания Inspur.
  • Долгое время один из мощнейших суперкомпьютеров находился в том же университете, где его и разработали. Позже устройство решили перенести в специальный центр, который построен в Гуанчжоу. Интересно, что работы по сборке оборудования были завершены гораздо раньше, нежели это планировалось изначально.
  • Впервые о Tianhe-2A рассказали в середине 2013 года. Тогда же он получил звание самого мощного компьютера в мире. Лидирующая строчка недолго оставалась за разработкой из Китая, в скором времени ее опередил Sunway TaihuLight.
  • Разработчиков самого мощного на тот момент суперкомпьютера это не устроило, и они решили запастись технической поддержкой со стороны Intel, чтобы удвоить производительность устройства.
  • Но уже в 2015 году правительство Соединенных Штатов заподозрило компанию в создании ядерного оружия и отказало ей в поставках комплектующих в Китай. Так как экспортной лицензии у производителя не оказалось, то и проект был сорван, и более мощного суперкомпьютера так и не появилось.


4 место – Sunway TaihuLight

Самый мощный китайский суперкомпьютерЧетвертое место занимает очередной китайский суперкомпьютер – Sunway TaihuLigh

Производительность: 93 Пфлопс

Четвертую строчку в топ-10 самых мощных компьютеров в мире занимает упомянутый ранее Sunway TaihuLight. Это еще одно китайское оборудование, которое было лучшим во всем мире до середины 2018 года.
  • Интересно, что самый мощный компьютер 2016-2018 годов долгое время был в лидерской тройке в рейтинге, где оценивалась энергоэффективность подобных систем. Тогда результат устройства был на уровне 6 гигафлопсов/ватт. Это в три раза меньше, нежели у Selene от NVIDIA.
  • Разработчики устройства рассказали о том, что суперкомпьютер обошелся им почти в 2 миллиарда юаней, в переводе на американский доллар это 270 миллионов. Проект в очередной раз был государственным, поэтому спонсировали его китайские власти, а также представители провинции Цзянсу и города Уси.
  • Как и предшественники, суперкомпьютер Sunway TaihuLight применяется для работы в добывающей сфере, а также в медицине, на производстве и в любых подобных кампаниях, где требовалась обработка большого массива данных.
  • Известно также, что мощности суперкомпьютера Sunway TaihuLight применялись для предсказания погодных изменений. Сейчас он установлен в провинции Цзянсу, город Уси. Здесь же расположен специально построенный для подобного оборудования центр.


3 место – Sierra

Самый мощный военный суперкомпьютерНа 3-м месте расположился американский суперкомпьютер – Sierra

Производительность: 94,6 Пфлопс

Третье место в рейтинге самых мощных компьютеров в мире занимает Sierra или же ATS-2. Это разработка Ливерморской национальной лаборатории. Сейчас применяется оборудование армией США для управления имеющимся у страны ядерным оружием.
  • В Соединенных Штатах уверены, что достаточно мощный суперкомпьютер позволяет гораздо эффективнее использовать имеющийся у страны арсенал и делать это безопаснее для собственного государства.
  • Многие аналитики считают, что структура суперкомпьютера Sierra во многом схожа с архитектурой пока что не представленного в этом рейтинге устройства Summit. В основе вычислительной машины находятся графические адаптеры от компании NVIDIA и процессоры от IBM.
  • Узел суперкомпьютера Sierra – сервер от компании Witherspoon, на котором установлено два процессора и четыре видеокарты. Связь между составляющими оборудования происходит с помощью EDR InfiniBand.
  • Интересно, что практически самый мощный суперкомпьютер по состоянию на 2020 год во многом совпадает по архитектуре с машиной Lassen. Но у той производительность всего 18 Пфлопс.


2 место – Summit

Самый мощный суперкомпьютер в СШАВторое место занимает самый мощный суперкомпьютер 2019 года – Summit

Производительность: 148,6 Пфлопс

Summit – самый мощный компьютер в мире по состоянию на 2019 год. Это очередная модель исследователей из Соединенных Штатов. Разработка вычислительной машины началась еще в 2014 году, закончена она была лишь через 4 года. Занимались сборкой оборудования представители компании IBM.
  • Краткие характеристики самого мощного компьютера 2019 года:
    • Количество узлов: 4 608;
    • Количество процессоров: 9 216;
    • Ядра процессоров: 22;
    • Количество видеокарт: 27 648.
  • Разработкой графических адаптеров для мощнейшего суперкомпьютера занималась компания NVIDIA, серверные узлы и процессоры предоставлены организацией IBM. Во всех узлах содержится около 1 500 ГБ памяти.
  • Разработчики также рассказывали, что суперкомпьютер Summit использует шины компании NVLink, чтобы процессоры и видеокарты были подключены и взаимодействовали между собой. Такой выбор позволяет реализовать гетерогенную модель для вычисления информации.
  • Интересно также, что у суперкомпьютера Summit водное охлаждение, для работы которого требуется постоянная циркуляция более 15 тысяч литров чистейшей воды. При этом вся работающая система потребляет столько электричества, сколько в Соединенных Штатах расходуется на 8,1 тысячу семей, живущих в крупных частных домах.


1 место – Fugaku

Характеристики самого мощного суперкомпьютераЛидером ТОПа становится японский суперкомпьютер – Fugaku

Производительность: 415,5 Пфлопс

Пришло время узнать, какой самый мощный компьютер работает в 2020 году. Лидирующую строчку занимает японский Fugaku, который назван так в честь горы Фудзи, ведь Фугаку – ее второе название, используемое в художественной литературе.
  • Характеристики самого мощного компьютера по состоянию на 2020 год:
    • Количество узлов: 150 000;
    • Количество процессоров: 300 000;
    • Ядра процессоров: 24;
    • Количество видеокарт: неизвестно.
  • Также интересно, что суперкомпьютер Fugaku создан на основе однокристальной системы от компании Fujitsu. Она, в свою очередь, построена на архитектуре Arm.
  • В тех операциях, где требуется одинарная или меньшая точность, производительность суперкомпьютера достигает показателя в 1 экзафлопс. Это актуально для работы искусственного интеллекта или при машинном обучении.
  • Потребляет суперкомпьютер Fugaku в три раза больше, чем "серебряный" призер рейтинга Summit, – 28 Мвт против 10 Мвт. Но их мощности сложно сопоставить, так как разница практически в 2,5 раза.
  • Изначально суперкомпьютер должен был выйти в 2021 году, но компания-разработчик смогла ускорить процесс создания Fugaku. На разработку выделялось около миллиарда долларов.

Посмотрев на характеристики самого мощного компьютера, становится понятно, почему он занимает первое место и откуда такая высокая стоимость разработки.