Наши компьютеры самые большие в мире
Обновлено: 07.07.2024
Новый американский Summit состоит из 4 608 двухпроцессорных серверов IBM AC922 на базе 22-ядерных процессоров IBM Power9, в каждом из которых работает 6 графических процессоров NVIDIA Tesla V100. Для внутренних соединений используется сеть Mellanox dual-rail EDR InfiniBand с пропускной способностью 200 Гбит/с на каждый сервер. Суперкомпьютер работает под управлением операционной системы Red Hat Enterprise Linux 7.4. Издание MIT Technology Review сообщает, что Summit весит больше, чем пассажирский авиалайнер, и занимает помещение площадью в 2 теннисных корта.
Звук работающего суперкомпьютера
Символ мощи страны
Появление очередного суперкомпьютера — это своего рода престижная веха и показатель того, что может страна, есть ли у нее ресурсы и умение, бюджет от сотен миллионов долларов до свыше миллиарда на создание суперкомпьютера, есть ли энергетические мощности для питания, инженерные решения для отвода тепла, есть ли свои процессоры, квалифицированные кадры и так далее. Министр энергетики США Рик Перри так прокомментировал появление Summit:
Сегодняшний запуск суперкомпьютера Summit демонстрирует американское лидерство в области научных инноваций и развития технологий. Это будет иметь огромное влияние на исследования в сфере энергетики, научные открытия, экономическую конкурентоспособность и национальную безопасность.
Именно вопрос национальной безопасности можно считать ключевым, так как в США в крайней мере обеспокоены намерением Китая стать лидером в области искусственного интеллекта. Это ведь означает применение ИИ и в военной сфере.
Ушедший на второе место китайский Sunway TaihuLight был прорывом для Китая в создании собственной вычислительной и элементной базы. Процессоры Sunway TaihuLight базируются на архитектуре локальной ShenWei, созданной в государственном Шанхайском центре разработки высокопроизводительных интегральных схем (Shanghai High Performance IC Design Center). Система межпроцессорного соединения узлов, известная под названием Sunway Network, также была разработана в Китае. Кроме того, Sunway TaihuLight имеет собственную реализацию программного стандарта для параллельного программирования — операционную систему SunWay Raise OS 2.0.5 на базе Linux. То есть Китай смог преодолеть зависимость от американских элементов и введенные ограничения на поставки высокотехнологичной продукции с 2015 года.
Для развития производства нам как раз и нужна национальная программа. США и Китай львиную долю этих систем в рейтинге имеют именно потому, что у них есть национальная программа, потому что есть государственное понимание, что это нужно, и все это расписано в программах и подкреплено в бюджетах.
Задачи суперкомпьютера
Другой вопрос, что трудности возникают не столько с количеством операций в секунду, а с проработкой тех алгоритмов, которые требуют таких скоростей и такого количества процессоров. То есть технические возможности совершенствуются, но им нужны и математические модели, программная начинка — понимание, как и что именно считать.
Доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ИПМ им. М.В. Келдыша Андрей Кулешов объясняет, в чем специфика использования суперкомпьютерной техники:
Разработанное для маломощных машин и эффективно на них функционирующее программное обеспечение совершенно не годится для суперкомпьютеров, особенно гибридных архитектур, где вместе с обычными процессорами используются, например, графические ускорители. Без создания специальных алгоритмов, которые предназначены для работы на этих вычислительных архитектурах, возможности суперкомпьютеров реализовать не удастся.
Что делают сейчас
Например, испанский суперкомпьютер MareNostrum (так называли Средиземное море древние римляне-язычники) находится в помещении бывшей христианской часовни Торре Жирона и используется для вычислений генной инженерии, астрофизиками, при создании новых лекарств и прогнозировании погоды.
Но не все зациклено только на масштабных научных изысканиях. Бизнес также активно применяет суперкомпьютеры. Например, компания Ford использует мощные машины при выполнении crash-тестов, когда автомобили разбиваются о препятствие и необходимо снимать, замерять и анализировать массу параметров. Использование суперкомпьютера позволяет сокращать количество разбиваемых реальных автомобилей и затраты на тесты на треть, экономя миллионы долларов.
Симуляция краш-теста суперкомпьютером с учетом повреждений всех элементов машины
Французская компания Total при нефтеразведке применяет суперкомпьютер для анализа информации о недрах. Моделирование позволяет не прибегать к бурению, когда есть сомнения в наличии нефти. В одном таком случае отказ от бурения сэкономил компании около $80 млн.
Что касается нового американского суперкомпьютера, некоторые проекты получат доступ к нему уже в этом году для моделирования субатомного поведения материалов, выявления факторов, вызывающих онкологические заболевания, и изучения взаимодействия белков и клеточных систем. Основным заказчиком в 2019 году будет министерство энергетики, которое использует его для своих вычислений в области альтернативной энергии. Summit будет также использоваться в применении искусственного интеллекта в 2019 году.
Что могут в будущем
Вариантов много. Суперкомпьютеры могут быть использованы для увеличения точности метеопрогнозов, диагнозов, для выявлении связи между генами и раковыми заболеваниями, для моделирования турбулентности, процессов горения, для разработки новых материалов, новых лекарств, для моделирования работы новой техники, расчета деформаций твердых тел с учетом процессов разрушения, контроля над дронами, моделирования применения современных вооружений, для анализа данных от спутников и беспилотников, криптографии, моделирования воздействия электромагнитного излучения на композиционные материалы (в частности, на покрытия летательных аппаратов), моделирования работы мозга и так далее.
Суперкомпьютеры также будут задействованы при профилировании личности и внедрении систем распознавания лиц, мониторинге активности и социального рейтинга в Китае. По некоторым прогнозам, суперкомпьютеры смогут точно смоделировать погодную систему Земли целиком после достижения ими производительности, превышающей 1 зетафлопс (1000 эксафлопс). Появление таких машин ожидают к 2030 г.
Система слежения в Гуйяне, Китай
Кто имеет доступ
Важна не только производительность лучшего суперкомпьютера, но и общее количество машин в стране и их доступность. Чем больше вычислительных центров, чем больше организаций и институтов могут получить доступ к ним, тем больший спектр задач может быть решен.
В России возможностями только одного суперкомпьютерного комплекса Московского университета сегодня пользуются 2 500 специалистов из 20 подразделений МГУ, более 100 институтов Российский академии наук, более 100 университетов России.
Согласно данным проекта Top500, страной с наибольшим числом сверхмощных вычислительных машин на июнь этого года является Китай: ему принадлежит 206 суперкомпьютеров из рейтинга (шесть месяцев назад была 201 система). В то же время США сократили свою долю в рейтинге со 143 систем до 124. Но можно отметить, что по совокупной производительности всех систем в стране США на этот раз обогнали Китай. Американская общая производительность составляет 38,2% от всей производительности Top500, а китайская — 29,1%.
Среднее увеличение мощностей суперкомпьютеров в мире
После Китая и США по количеству суперкомпьютеров в рейтинге идут Япония (36 систем), Великобритания (22 системы), Германия (21 система), Франция (18 систем).
Что дальше?
А дальше передовые страны будут работать над преодолением физических ограничений существующих суперкомпьютеров. Компании сосредоточатся на создании таких технологий, как кремниевая фотоника, нейроморфные и квантовые вычисления, создание биокомпьютеров и клеточных компьютеров. Например, компанией IBM в 2014 году по первым направлениям были открыты научно-исследовательские программы с объемом финансирования в $3 млрд.
Ускорение разработки новых материалов и технологий с помощью суперкомпьютеров по разным направлениям может в итоге дать совокупный гигантский толчок к развитию стран и их технологическом отрыве от конкурентов. Стремительный рост производительности компьютеров называют даже революцией в развитии цивилизации.
Семь российских суперкомпьютеров попали в рейтинг самых мощных вычислительных устройств мира Top500, опубликованный в понедельник.
Из российских машин самое высокое место в списке — 19-е — занял суперкомпьютер «Яндекса» «Червоненкис». Помимо него, в топ-50 вошли еще два суперкомпьютера «Яндекса»: 36-е место в общем рейтинге занял суперкомпьютер под названием «Галушкин», 40 место — «Ляпунов».
«Яндекс» использует суперкомпьютеры, чтобы обучать нейросетевые модели с миллиардами параметров, сообщила Forbes пресс-служба компании. Например, благодаря им «Переводчик» точнее и быстрее переводит, «Поиск» — составляет и ранжирует быстрые ответы, а «Алиса» — поддерживает диалог с пользователем, пояснила пресс-служба. Компьютер «Ляпунов» компания использует с конца 2020 года, а «Червоненкис» и «Галушкин» — с лета 2021-го. Суперкомпьютеры «Яндекса» участвовали в рейтинге Top500 впервые.
Суперкомпьютеры «Кристофари Neo» и «Кристофари», которые разработала структура «Сбера» SberCloud, заняли 43-е и 72-е места соответственно. «Сбер» ранее сообщал, что задействует суперкомпьютеры для обучения искусственного интеллекта и для создания и развития внутренних сервисов своей экосистемы.
Суперкомпьютер МГУ «Ломоносов-2», ранее входивший в первую сотню рейтинга, в этот раз оказался на 241 месте. Седьмым российским суперкомпьютером в списке стал MTS Grom, о запуске которого оператор МТС объявил ранее в этом году.
Тройка лидеров рейтинга со времен выхода предыдущей версии списка не изменилась: первое место занял японский суперкомпьтер Fugaku, второе и третье — американские машины Summit и Sierra. В целом, почти две трети суперкомпьютеров в рейтинге приходятся на Китай и США — 173 и 150 соответственно.
Рейтинг суперкомпьютеров Top500 публикуется с 1993 года дважды в год — в июне и ноябре. При его составлении исследователи из США оценивают производительность суперкомпьютеров по результатам теста Linpack, в ходе которого машина решает систему линейных уравнений.
Россия переместилась с 11-го на седьмое место среди стран, имеющих системы суперкомпьютеров, следует из рейтинга TOP 500. В рейтинг попали три суперкомпьютера от «Яндекса» — «Червоненкис» (занял 19-е место), «Галушкин» (36-е) и «Ляпунов» (40-е), два от Сбербанка — Christofari Neo (43-е) и Christofari (72-е), Lomonosov-2 от МГУ (241-е), а также Grom от компании МТС (294-е).
Лидерами рейтинга среди стран стали Китай со 173 суперкомпьютерами, далее идут США (149) и Япония (32).
Рейтинг TOP 500 обновляется каждый год в июне и ноябре. Проект был запущен в 1993 году и включает 500 самых мощных вычислительных систем мира. В составлении рейтинга участвуют компьютерные эксперты, ученые, производители и интернет-сообщество, которые оценивают количество ядер, пиковую производительность, быстродействие и мощность суперкомпьютеров. При этом разработчики суперкомпьютеров могут по собственному желанию принимать или не принимать участие в рейтинге, поэтому в нем отображены не все подобные машины, существующие в мире.
На июнь этого года в России было три суперкомпьютера: Cristofari (занимал 61-е место), Lomonosov-2 (199-е) и MTS Grom (240-е). В тройку лидеров также входили Китай, США и Япония.
Как пояснил представитель «Яндекса», они запустили три своих суперкомпьютера в декабре прошлого года и июне этого, а к ноябрьскому рейтингу ТОP 500 решили провести замеры. Он не называет сумму инвестиций в это направление, как и то, какой отдачи компания от него ожидает. «В рейтинг подались из интереса: мы накопили достаточно мощностей для наших задач и решили проверить, насколько наши суперкомпьютеры хороши», — отметил он.
Сбербанк представил свой первый суперкомпьютер осенью 2019 года, тогда же машина вошла в TOP 500, заняв в нем 29-е место. До этого момента в рейтинге было два суперкомпьютера от России — Lomonosov-2 и СуперЭВМ Главного вычислительного центра Росгидромета. «Сбер» использует свои суперкомпьютеры для развития искусственного интеллекта для собственных нужд, а также сдает мощности в аренду.
МТС использует суперкомпьютер для развития собственной цифровой экосистемы и искусственного интеллекта. Как говорится на сайте компании, суперкомпьютер должен ускорить создание и вывод на рынок продуктов в области машинного зрения и промышленной аналитики, обработки естественного языка, интеллектуального видеонаблюдения. «Попадание в рейтинг TOP 500 крупнейших суперкомпьютеров мира позволяет обозначить имеющиеся у компании вычислительные мощности, которые могут быть использованы медицинским, научным и бизнес-сообществом для решения ресурсоемких технологических задач», — говорит директор по развитию облачного бизнеса МТС Алексей Макаркин.
Lomonosov-2 используется для проектов МГУ и третьих лиц. На нем проводятся исследования в области наносистем и новых материалов, информационно-телекоммуникационных систем, энергетики и др.
«Результаты TOP 500 — знаковое событие национального масштаба. Оно укрепляет позиции России на глобальной арене инноваций, работает на международный престиж страны. Ровно так же, как это происходит в мире спорта на Олимпиадах», — уверен директор по корпоративному бизнесу NVIDIA Дмитрий Конягин. Он указал, что использование графических процессоров для супервычислений позволило резко снизить их стоимость, и суперкомпьютеры стали доступны для бизнеса, причем не только крупного. «Все новые участники рейтинга со стороны России построены для решения конкретных прикладных задач в области искусственного интеллекта. Работа поисковиков и рекомендательных систем, переводчики, чат-боты, создание финансовых моделей, разработка лекарств, роботы и беспилотный транспорт — искусственный интеллект будет везде», — отметил Конягин.
Инновационный центр "Сколково" является центром обработки данных Сбербанка. Внутри центра построили и уже запустили самый мощный компьютер в России, который называется "Christofari". Что же это такое и как это устроено? В данной статье мы кратко расскажем об этом.
ЦОД является режимным объектом, который, кстати, имеет очень длинные коридоры. Компьютер был назван "Chrisrofari" в честь Николая Кристофари - первого клиента Сбербанка, на тот момент Сберкассы. В Сберегательной кассе Николай Кристофари открыл сберкнижку. Компьютер очень большой по размерам, занимает целую комнату. Он является самым мощным компьютером и самым мощным суперкомпьютером в России. Создан он был совместно с американской компанией NVIDIA и построен на основе NVIDIA DGX-2. Компьютер имеет более 70 узлов NVIDIA DGX-2, каждый из которых включает в себя 16 графических процессоров Tesla V100 32GB (512 ГБ памяти). В каждом узле располагаются два процессора Intel Xeon Platinum, 1,5 ТБ оперативки (в каждом узле), а также более 30 ТБ на SSD-накопителях. Вес каждого блока - 182 кг. Компьютер состоит из своеобразных стоек-шкафов - видеокарт с проводами и коммутацией. Производительность всей системы на данный момент, в текущем месяце, - 6,7 петафлопса (это 29-й по мощности суперкомпьютер в мире и 7-й по мощности - в Европе). Со временем производительность может быть нарощена.
И многих может возникнуть вопрос: "Зачем же это все нужно?" Сбербанк использует это, прежде всего, для Искусственного Интеллекта. Так, при загрузке приложения Сбербанка, вверху, в Личном кабинете, появляются различные предложения. Так вот все это считает ИИ. Т.е. когда что-то предлагается, это предлагается в зависимости от расходов и видов расходов.
Так, один из клиентов SberCloud загружает мини-суперкомпьютер (ведь сам суперкомпьютер состоит из нескольких частей-узлов NVIDIA), при этом кто-то отсчитывает нейросеть. 300 ГБ/сек - скорость передачи данных внутри данного узла.
Как стало известно от менеджера данного проекта, "Christofari" - не является просто суперкомпьютером. Над ним надстроена обвязка софта из ПО, позволяющее пользователю получать все необходимые инструменты для управления данными мощностями, в плане обучения нейросетей, прямо в интерфейсе. Пользователю не нужно приходить в отделение Сбербанка и делать что-то - он может зайти через Web, пройти регистрацию, авторизоваться, после чего сделать все, что ему необходимо. Чтобы подключиться к данному суперкомпьютеру, имея на это доступ, подойдет совершенно любой ПК.
Читайте также: