V znanstveni fantastiki smo navajeni videti zmogljive računalnike, ki lahko obdelajo ogromne količine podatkov v nekaj sekundah so stroji tako napredni, da so sodobni osebni računalniki videti kot igrače primerjava.
Toda današnji superračunalniki, ki jih mnogi ne poznajo, so že tako zmogljivi, da skoraj vsako leto zabrišejo mejo med znanstveno fantastiko in resničnostjo. Na tem seznamu si oglejmo osem najmočnejših superračunalnikov na svetu.
Kako so razvrščeni superračunalniki
Preden začnemo razvrščati superračunalnike, moramo najprej videti, kako se merijo. Starejši računalniki so bili merjeni na precej skromni lestvici, imenovani IPS (navodila na sekundo), sodobni superračunalniki se merijo v FLOPS (operacije s plavajočo vejico na sekundo).
Lahko se opomnite kaj je superračunalnik če želite več konteksta za boljše razumevanje, preden začnemo s tem seznamom. Superračunalnike bomo našteli po padajočem vrstnem redu, torej od najmočnejših do najmanj zmogljivih.
1. Frontier (Združene države)
Frontier je leta 2022 zgradilo ameriško multinacionalno informacijsko tehnološko podjetje Hewlett Packard Enterprise v sodelovanju s hčerinsko družbo Cray. To je prvi superračunalnik na svetu v velikosti eksa, kar pomeni, da lahko izračuna vsaj en kvintilion (10^18) izračunov na sekundo.
Frontier ima skupno 8.730.112 jeder in dosega 1,1 EFLOPS (ali eksaflops) na primerjalnih testih Linpack. Temelji na najnovejši arhitekturi HPE Cray EX235a in uporablja kombinacijo AMD-jevih 64-jedrnih 2GHz 7A53s procesorjev 3. generacije in MI250X GPU-jev.
Frontier je tudi najučinkovitejši superračunalnik na svetu, z oceno energetske učinkovitosti 52,23 gigaflopov/vat. Vsaka od njegovih 74 računalniških omaric tehta približno 8000 funtov (~3,63 tone), celoten sistem pa skupaj stane ogromnih 600 milijonov dolarjev.
2. Fugaku (Japonska)
Fugaku je leta 2020 izdelal japonski IT velikan Fujitsu kot naslednika starejšega računalnika K podjetja, izdelanega leta 2011. Bilo je zasnovan za reševanje največjih svetovnih problemov, predvsem upočasnitev podnebnih sprememb.
Fugaku je bil najhitrejši superračunalnik na svetu, preden ga je Frontier maja 2022 zrinil s prestola. Ima skupno 7.630.848 jeder in dosega impresivnih 442 PFLOPS (ali petaflopov), kar pomeni, da lahko izvede 442 kvadrilijonov izračunov na sekundo.
Deluje na 48-jedrnem procesorju Fujitsu A64FX s frekvenco 2,2 GHz in ima oceno energetske učinkovitosti le 14,78 gigaflopov/vat, zaradi česar je po današnjih standardih precej neučinkovit. Sistem je stal več kot milijardo dolarjev, vsaka njegova omara pa tehta 1,6 tone, kar skupaj znaša ~700 ton.
3. LUMI (Finska)
LUMI (Large Unified Modern Infrastructure) je leta 2022 zgradil HPE in se nahaja na Finskem, zaradi česar je najhitrejši superračunalnik v Evropi. LUMI ima skupno 1.110.144 jeder in dosega hitrost 151,9 PFLOPS.
LUMI deluje na istem procesorju kot Frontier in ima oceno energetske učinkovitosti 51,63 gigaflopov/vat, zaradi česar je drugi najučinkovitejši superračunalnik na svetu.
4. Vrh IBM-a (Združene države)
Summit je leta 2018 zgradil IBM za izvajanje znanstvenih raziskav. Nahaja se v nacionalnem laboratoriju Oak Ridge v ZDA, tj. na istem mestu kot Frontier. Summit ima skupno 2.414.592 jeder in doseže 148,6 PFLOPS.
Summit deluje na IBM-ovih 22-jedrnih procesorjih POWER9 3,07 GHz in grafičnih procesorjih Nvidia Tesla V100 ter ima oceno energetske učinkovitosti 14,72 gigaflopov/vat, podobno kot Fugaku.
5. Sierra (Združene države)
Sierra je bila zgrajena leta 2018 in je zelo podobna Summitu, saj oba superračunalnika uporabljata isto 22-jedrno procesorsko arhitekturo IBM POWER9 in Nvidia Tesla V100 GPE-ji. Medtem ko je bil Summit narejen za znanstvene raziskave, je bila Sierra narejena za izvajanje simulacij za preizkušanje in vzdrževanje jedrske energije Združenih držav. orožje.
Z izvajanjem simulacij jedrskega orožja je Nacionalna uprava za jedrsko varnost (NNSA). ZDA lahko preverijo učinkovitost svojega jedrskega orožja brez fizičnega testiranja, kar pomaga varčevati stroški. Sierra ima skupno 1.572.480 jeder in doseže 94,64 PFLOPS ter ima energijsko učinkovitost 12,72 gigaflops/vat.
6. Sunway TaihuLight (Kitajska)
Šesti na seznamu je naš prvi kitajski superračunalnik Sunway TaihuLight. Zgrajena je bila leta 2016 za različne namene, kot so vremenska napoved, farmacevtske raziskave, raziskave znanosti o življenju itd.
Sunway TaihuLight ima skupaj 10.649.600 CPU jeder in doseže 93,01 PFLOPS. Deluje na 260-jedrnem procesorju Sunway SW26010 s frekvenco 1,45 GHz in ima oceno energetske učinkovitosti le 6,05 gigaflopov/vat, zaradi česar je najbolj neučinkovit superračunalnik na tem seznamu.
7. Perlmutter (Združene države)
Perlmutter, ki ga je leta 2021 zgradil HPE, je sedmi najzmogljivejši superračunalnik na svetu – poimenovan po Nobelovem nagrajencu Saulu Perlmutterju. Tako kot Sunway TaihuLight je bil izdelan za različne namene, vključno s simulacijami jedrske fuzije, podnebnimi projekcijami, materialnimi in biološkimi raziskavami ter računalniško kozmologijo.
Trenutno se nahaja v Nacionalnem znanstvenem računalniškem centru za raziskave energije (NERSC) in ga uporablja Ministrstvo za energijo Združenih držav Amerike. Perlmutter uporablja 64-jedrne procesorje AMD 7763 2,45 GHz in grafične procesorje Nvidia A100 ter ima skupno 761.856 jeder in ima hitrost 70,87 PFLOPS ter ima oceno energetske učinkovitosti 27,37 gigaflopov/vat.
8. Selene (Združene države)
Sierro je leta 2020 zgradila Nvidia in je poimenovana po grški boginji lune. Njegov najvidnejši namen je bil uresničen leta 2020, ko ga je nacionalni raziskovalni laboratorij Argonne National Laboratory s sedežem v Illinoisu uporabil za preučevanje koronavirusa in možnega zdravila. Selene se uporablja tudi za usposabljanje Googlovega modela obdelave naravnega jezika BERT.
Selene ima skupno 555.520 jeder in dosega 63,46 PFLOPS na merilih uspešnosti. Zgrajen je na referenčni arhitekturi NVIDIA DGX SuperPOD in deluje na 64-jedrnih procesorjih AMD 7742 2,25 GHz. Ima oceno energetske učinkovitosti 24 gigaflopov/vat.
Superračunalniki niso znanstvena fantastika – že so tukaj
Resnično je osupljivo videti, kako močni so superračunalniki. Delo, za katerega bi ljudje potrebovali več let, in redne tedne osebnih računalnikov, lahko superračunalniki opravijo v nekaj sekundah. Ne bo minilo dolgo, ko bo Frontier premagal še en superračunalnik, ki je hitrejši in učinkovitejši.
Sodobne prenosne računalnike, osebne računalnike in igralne konzole že lahko uvrstimo med superračunalnike, a niso kos najboljšemu, kar smo ustvarili. Na srečo se bo, kot je narava tehnologije, še naprej zmanjševala in sčasoma končala v naših osebnih pripomočkih, kar nam bo pomagalo razširiti naše znanje in ustvariti ogromne nove industrije, pripravljene, da se oblikujemo.
