Έχουμε συνηθίσει να βλέπουμε ισχυρούς υπολογιστές στην επιστημονική φαντασία ικανούς να επεξεργάζονται τεράστιες ποσότητες δεδομένων Μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, οι μηχανές είναι τόσο προηγμένες που κάνουν τους σύγχρονους προσωπικούς υπολογιστές να μοιάζουν με παιχνίδια σύγκριση.
Αλλά άγνωστο σε πολλούς, οι σημερινοί υπερυπολογιστές είναι ήδη τόσο ισχυροί που θολώνουν τη γραμμή μεταξύ επιστημονικής φαντασίας και πραγματικότητας σχεδόν κάθε χρόνο. Σε αυτήν τη λίστα, ας ρίξουμε μια ματιά στους οκτώ ισχυρότερους υπερυπολογιστές του κόσμου.
Πώς κατατάσσονται οι υπερυπολογιστές
Πριν ξεκινήσουμε την κατάταξη των υπερυπολογιστών, πρέπει πρώτα να δούμε πώς μετρώνται. Οι παλαιότεροι υπολογιστές μετρούνταν σε μια μάλλον μέτρια κλίμακα που ονομάζεται IPS (εντολές ανά δευτερόλεπτο), αλλά σύγχρονοι Οι υπερυπολογιστές μετρώνται σε FLOPS (πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο).
Μη διστάσετε να το υπενθυμίσετε στον εαυτό σας τι είναι ένας υπερυπολογιστής εάν θέλετε περισσότερο πλαίσιο για καλύτερη κατανόηση προτού ξεκινήσουμε αυτήν τη λίστα. Θα απαριθμήσουμε τους υπερυπολογιστές με φθίνουσα σειρά, δηλαδή από τον πιο ισχυρό στον λιγότερο ισχυρό.
1. Frontier (Ηνωμένες Πολιτείες)
Το Frontier κατασκευάστηκε το 2022 από την αμερικανική πολυεθνική εταιρεία τεχνολογίας πληροφοριών Hewlett Packard Enterprise σε συνεργασία με τη θυγατρική της Cray. Είναι ο πρώτος υπερυπολογιστής exascale στον κόσμο, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να υπολογίσει τουλάχιστον ένα κουϊντσεμύριο (10^18) υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο.
Το Frontier έχει συνολικά 8.730.112 πυρήνες και βαθμολογείται με 1,1 EFLOPS (ή exaflops) στις δοκιμές αναφοράς Linpack. Βασίζεται στην πιο πρόσφατη αρχιτεκτονική HPE Cray EX235a και χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό επεξεργαστών 3ης γενιάς 64 πυρήνων 2GHz 7A53s της AMD και GPU MI250X.
Ο Frontier είναι επίσης ο πιο αποδοτικός υπερυπολογιστής στον κόσμο, με βαθμολογία απόδοσης ισχύος 52,23 gigaflops/watt. Κάθε ένα από τα 74 ντουλάπια υπολογιστών ζυγίζει περίπου 8.000 λίβρες (~3,63 τόνους) και ολόκληρο το σύστημα κοστίζει συνολικά 600 εκατομμύρια δολάρια.
2. Fugaku (Ιαπωνία)
Το Fugaku κατασκευάστηκε το 2020 από τον ιαπωνικό γίγαντα πληροφορικής Fujitsu ως διάδοχος του παλαιότερου υπολογιστή K της εταιρείας που κατασκευάστηκε το 2011. Ήταν σχεδιασμένο για να λύσει τα μεγαλύτερα προβλήματα του κόσμου, ιδιαίτερα επιβραδύνοντας την κλιματική αλλαγή.
Ο Fugaku ήταν ο ταχύτερος υπερυπολογιστής στον κόσμο πριν τον εκθρονίσει η Frontier τον Μάιο του 2022. Έχει συνολικά 7.630.848 πυρήνες και σκοράρει εντυπωσιακά 442 PFLOPS (ή petaflops), που σημαίνει ότι μπορεί να κάνει 442 τετράκις δισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο.
Λειτουργεί με τον επεξεργαστή 48 πυρήνων A64FX 2,2 GHz της Fujitsu και έχει βαθμολογία απόδοσης ισχύος μόλις 14,78 gigaflops/watt, καθιστώντας το αρκετά αναποτελεσματικό με τα σημερινά πρότυπα. Το σύστημα κόστισε πάνω από 1 δισεκατομμύριο δολάρια και κάθε ένα από τα ντουλάπια του ζυγίζει 1,6 τόνους, συνολικά ~700 τόνους.
3. LUMI (Φινλανδία)
Το LUMI (Large Unified Modern Infrastructure) κατασκευάστηκε το 2022 από την HPE και βρίσκεται στη Φινλανδία, καθιστώντας τον τον ταχύτερο υπερυπολογιστή της Ευρώπης. Το LUMI έχει συνολικά 1.110.144 πυρήνες και έχει ταχύτητα 151,9 PFLOPS.
Το LUMI λειτουργεί με τον ίδιο επεξεργαστή με το Frontier και έχει βαθμολογία απόδοσης ισχύος 51,63 gigaflops/watt, καθιστώντας τον τον δεύτερο πιο αποδοτικό υπερυπολογιστή στον κόσμο.
4. Σύνοδος κορυφής από την IBM (Ηνωμένες Πολιτείες)
Το Summit κατασκευάστηκε το 2018 από την IBM για τη διεξαγωγή επιστημονικής έρευνας. Βρίσκεται στο Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge στις ΗΠΑ, δηλαδή στην ίδια τοποθεσία με το Frontier. Το Summit έχει συνολικά 2.414.592 πυρήνες και σκοράρει 148,6 PFLOPS.
Το Summit λειτουργεί με επεξεργαστές POWER9 22 πυρήνων 3,07 GHz της IBM και GPU Nvidia Tesla V100 και έχει βαθμολογία απόδοσης ισχύος 14,72 gigaflops/watt, παρόμοια με το Fugaku.
5. Sierra (Ηνωμένες Πολιτείες)
Το Sierra κατασκευάστηκε το 2018 και μοιάζει πολύ με το Summit καθώς και οι δύο υπερυπολογιστές χρησιμοποιούν την ίδια αρχιτεκτονική CPU 22 πυρήνων IBM POWER9 και Nvidia Tesla V100 GPU. Ωστόσο, ενώ η Σύνοδος Κορυφής έγινε για επιστημονική έρευνα, η Sierra δημιουργήθηκε για την εκτέλεση προσομοιώσεων για τη δοκιμή και τη συντήρηση των πυρηνικών των Ηνωμένων Πολιτειών όπλα.
Με την εκτέλεση προσομοιώσεων πυρηνικών όπλων, η Εθνική Διοίκηση Πυρηνικής Ασφάλειας (NNSA) του Οι ΗΠΑ μπορούν να ελέγξουν την αποτελεσματικότητα των πυρηνικών τους όπλων χωρίς φυσικές δοκιμές, κάτι που βοηθά στην εξοικονόμηση δικαστικά έξοδα. Η Sierra έχει συνολικά 1.572.480 πυρήνες και σκορ 94,64 PFLOPS και έχει απόδοση ισχύος 12,72 gigaflops/watt.
6. Sunway TaihuLight (Κίνα)
Έκτος στη λίστα, βρίσκουμε τον πρώτο κινέζικο υπερυπολογιστή μας, τον Sunway TaihuLight. Κατασκευάστηκε το 2016 για διάφορους σκοπούς, όπως πρόγνωση καιρού, φαρμακευτική έρευνα, έρευνα βιοεπιστημών και πολλά άλλα.
Το Sunway TaihuLight έχει συνολικά 10.649.600 πυρήνες CPU και σκοράρει 93,01 PFLOPS. Λειτουργεί με τον επεξεργαστή Sunway SW26010 260 πυρήνων 1,45 GHz και έχει βαθμολογία απόδοσης ισχύος μόλις 6,05 gigaflops/watt, καθιστώντας τον τον πιο αναποτελεσματικό υπερυπολογιστή σε αυτήν τη λίστα.
7. Perlmutter (Ηνωμένες Πολιτείες)
Κατασκευασμένος το 2021 από την HPE, ο Perlmutter είναι ο έβδομος πιο ισχυρός υπερυπολογιστής στον κόσμο—που πήρε το όνομά του από τον βραβευμένο με Νόμπελ Saul Perlmutter. Ακριβώς όπως το Sunway TaihuLight, κατασκευάστηκε για διάφορους σκοπούς, όπως προσομοιώσεις πυρηνικής σύντηξης, κλιματικές προβολές, υλική και βιολογική έρευνα και υπολογιστική κοσμολογία.
Αυτή τη στιγμή βρίσκεται στο Εθνικό Επιστημονικό Υπολογιστικό Κέντρο Έρευνας Ενέργειας (NERSC) και χρησιμοποιείται από το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών. Το Perlmutter χρησιμοποιεί επεξεργαστές AMD 7763 64 πυρήνων 2,45 GHz και GPU Nvidia A100 και έχει συνολικά 761.856 πυρήνες και χρονίζει ταχύτητα 70,87 PFLOPS και έχει βαθμολογία απόδοσης ισχύος 27,37 gigaflops/watt.
8. Selene (Ηνωμένες Πολιτείες)
Η Sierra χτίστηκε το 2020 από την Nvidia και πήρε το όνομά της από την Ελληνίδα θεά του φεγγαριού. Ο πιο εξέχων σκοπός του πραγματοποιήθηκε το 2020 όταν το εθνικό ερευνητικό εργαστήριο Argonne National Laboratory με έδρα το Ιλινόις το χρησιμοποίησε για να μελετήσει τον κοροναϊό και μια πιθανή θεραπεία. Το Selene χρησιμοποιείται επίσης για την εκπαίδευση του μοντέλου επεξεργασίας φυσικής γλώσσας BERT της Google.
Η Selene έχει συνολικά 555.520 πυρήνες και σκοράρει 63,46 PFLOPS στα σημεία αναφοράς. Είναι χτισμένο στην αρχιτεκτονική αναφοράς NVIDIA DGX SuperPOD και τρέχει σε επεξεργαστές AMD 7742 64 πυρήνων 2,25 GHz. Έχει βαθμολογία απόδοσης ισχύος 24 gigaflops/watt.
Οι υπερυπολογιστές δεν είναι επιστημονική φαντασία - είναι ήδη εδώ
Είναι πραγματικά συγκλονιστικό να βλέπεις πόσο ισχυροί είναι οι υπερυπολογιστές. Τη δουλειά που θα χρειαζόταν στον άνθρωπο αρκετά χρόνια για να εκτελέσει και σε κανονικούς προσωπικούς υπολογιστές εβδομάδες, οι υπερυπολογιστές μπορούν να κάνουν σε λίγα δευτερόλεπτα. Δεν θα περάσει πολύς καιρός μέχρι το Frontier να ξεπεράσει τον ανταγωνισμό από έναν ακόμη υπερυπολογιστή που είναι ταχύτερος και πιο αποτελεσματικός.
Οι σύγχρονοι φορητοί υπολογιστές, οι υπολογιστές και οι κονσόλες παιχνιδιών μπορούν ήδη να ταξινομηθούν ως υπερυπολογιστές, αλλά δεν ταιριάζουν με τα καλύτερα που έχουμε δημιουργήσει. Ευτυχώς, όπως είναι η φύση της τεχνολογίας, θα συνεχίσει να γίνεται μικρότερη και τελικά να καταλήγει στα προσωπικά μας gadget, βοηθώντας μας να επεκτείνουμε τις γνώσεις μας και να δημιουργήσουμε τεράστιες νέες βιομηχανίες, έτοιμες να τις διαμορφώσουμε.
