Самый мощный компьютер в мире

Обновлено: 02.07.2024

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.

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Характеристики самого мощного компьютера по состоянию на 2020 год:
    • Количество узлов: 150 000;
    • Количество процессоров: 300 000;
    • Ядра процессоров: 24;
    • Количество видеокарт: неизвестно.

    Тарас С. Частный инвестор, предприниматель, блогер. Инвестирую с 2008 года. Зарабатываю в интернете на высокодоходных проектах, криптовалютах, IPO, акциях и других активах. Со-владелец нескольких ресторанов и сети магазинов электронной техники. Консультирую партнеров, делюсь опытом.

    Присоединяйся в Telegram-канал блога со свежими новостями. Чат с консультантом в Телеграм.

    Два месяца назад, в июне, был опубликован список Top500. Top500 — это проект по составлению рейтинга и описаний 500 самых мощных общественно известных вычислительных систем мира. Актуальный перечень суперкомпьютеров публикуется дважды в год (июнь / ноябрь). Проект как раз празднует свой юбилей (25 лет) и, что не может не радовать, список был обновлен по сравнению с предыдущими, в него вошли 133 новые системы, а первые места заняты новыми фаворитами.


    Кажется, что в них аккумулировалась вся мировая digatal мощь. Встречайте 10 самых быстрых суперкомпьютеров мира 2018. Весь рейтинг по ссылке.

    1. Summit – IBM (США)



    Summit – IBM

    Вычислительный комплекс был разработан компания IBM и Лабораторией Оук-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL), которая входит в министерство энергетики США. Заявленная производительность мирового лидера на уровне 200 петафлопс, что равно 200 тыс. трлн вычислений в секунду. Для сравнения: производительность китайского суперкомпьютера Sunway TaihuLightо — 93 петафлопс.

    Summit – IBM состоит из 4608 серверов, объем оперативной памяти достигает 10 Пбайт, машина размещается на площади равной двум теннисным кортам.

    2. Sunway TaihuLight – NCRPC (Китай)


    • Sunway MPP
    • Sunway SW26010 260C 1.45GHz
    • 10.65 млн. ядер
    • 93 петафлопс

    3. Sierra – IBM (США)


    • IBM Power System S922LC
    • IBM POWER9 22C 3.1GHz
    • NVIDIA Volta GV100,
    • Dual-rail Mellanox EDR InfiniBand
    • 1.57 млн. ядер
    • 71.6 петафлопс

    4. Tianhe — 2A – NUDT (Китай)


    Характеристики китайской суперсистемы: TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692v2 12C 2.2GHz, TH Express-2, Matrix-2000, 4.98 млн. ядер, 61.46 петафлопс.

    5. AI Bridging Cloud Infrastructure – Fujitsu (Япония)


    Характеристики: PRIMERGY CX2550 M4, Xeon Gold 6148 20C 2.4GHz, NVIDIA Tesla V100 SXM2, Infiniband EDR, 392,000 ядер, 19.88 петафлопс.

    6. Piz Daint – Cray (Швейцария)


    Характеристики: Cray XC50, Xeon E5-2690v3 12C 2.6GHz, Aries interconnect, NVIDIA Tesla P100, 362,000 ядер, 19.59 петафлопс.

    7. Titan — Cray (США)


    Характеристики: Cray XK7, Opteron 6274 16C 2.200GHz, Cray Gemini interconnect, NVIDIA K20x
    560,640 ядер, 17.59 петафлопс.

    8. Sequoia – IBM (США)


    Характеристики: BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz, Custom interconnect, 1.57 млн. ядер, 17.2 петафлопс.

    9. Trinity – Cray (США)


    Характеристики: Cray XC40, Intel Xeon Phi 7250 68C 1.4GHz, Aries interconnect, 980,000 ядер, 14.1 петафлопс.

    10. Cori – Cray (США)

    Характеристики: Cray XC40, Intel Xeon Phi 7250 68C 1.4GHz, Aries interconnect, 622,000 ядер, 14 петафлопс.

    Что мы наблюдаем:

    • США снова на первом месте в рейтинге Top500 (с 2012 года в топе не было американской системы)
    • Китай по-прежнему лидирует по количеству суперкомпьютеров, вошедших в список Top500.
    • 202 суперсистемы принадлежат Китаю, 104 — США, 36 — Японии, 22 — Великобритании, 21 — Германии, 18 — Франции.

    3 месяца бесплатно при оплате новых Dell R630 на срок от полугода — 2 х Intel Deca-Core Xeon E5-2630 v4 / 128GB DDR4 / 4х1TB HDD или 2х240GB SSD / 1Gbps 10 TB — от $99,33 месяц, только до конца августа, заказать можно тут.

    5 самых мощных суперкомпьютеров: для чего они нужны?

    Модели с огромной производительностью, укомплектованные тысячами процессоров и десятками гигабайт ОЗУ, называются суперкомпьютерами. Самые мощные можно найти в списке TOP500, где первые 5 мест занимают американские модели Summit и Sierra, китайские ЭВМ Sunway TaihuLight и Тяньхэ-2, а также швейцарский Piz Daint.

    Что такое суперкомпьютер

    СуперЭВМ – название, которое получают специализированные вычислительные машины, превосходящие по характеристикам и скорости вычисления большинство обычных компьютеров.

    Суперкомпьютер состоит из большого количества многоядерных систем, объединенных в общую систему для получения высокой производительности. Еще одно отличие от обычных ПК – большие размеры. Техника располагается в нескольких помещениях, занимая целые этажи и здания.

    Первым настоящим суперкомпьютером считается собранный в 1974 году в США ПК Cray-1. Благодаря поддержке векторных операций модель выполняла до 180 млн вычислений с плавающей точкой в секунду (флопс). Большая часть суперЭВМ по-прежнему собирается и используется в Соединенных Штатах, следующими по количеству такой техники идут Китай и Япония.

    Назначение суперкомпьютеров

    Суперкомпьютеры решают разнообразные задачи – от сложных математических расчетов и обработки огромных массивов данных до моделирования искусственного интеллекта. Есть модели, воспроизводящие «архитектуру» человеческого мозга. На СуперЭВМ проектируют промышленное оборудование и электронику, синтезируют новые материалы и делают научные открытия.

    Автомобилестроительные компании используют суперкомпьютеры для имитации результатов краш-тестов, экономя средства на настоящих испытаниях. Подходит такая мощная техника и для разработки новых двигателей, позволяя моделировать специальный температурный режим и процессы деформации. С ее же помощью можно прогнозировать метеорологические явления и даже землетрясения.

    1. Summit

    Суперкомпьютер Summit, созданный американской компанией IBM для Национальной лаборатории в Окридже. Технику ввели в эксплуатацию летом 2018 года, заменив модель Titan, которая считалась самой производительной американской СуперЭВМ. Разработка лучшего современного суперкомпьютера обошлась американскому правительству в 200 млн долларов.

    Устройство потребляет около 15 МВт электроэнергии – столько, сколько вырабатывает небольшая ГЭС. Для охлаждения вычислительной системы используется 15,1 кубометра циркулирующей по трубкам воды. Сервера IBM расположены на площади около 930 кв.м – территория, которую занимают 2 баскетбольные площадки. Для работы суперкомпьютера используется 220 км электрокабелей.


    Производительность компьютера обеспечивается 9216 процессорами модели IBM POWER9 и 27648 графическими чипами Tesla V100 от Nvidia. Система получила целых 512 Гбайт оперативной и 250 Пбайт постоянной памяти (интерфейс 2,5 Тбайт/с). Максимальная скорость вычислений – 200 Пфлопс, а номинальная производительность – 143,5 Пфлопс.

    По словам американских ученых, запуск в работу модели Summit позволил повысить вычислительные мощности в сфере энергетики, экономическую конкурентоспособность и национальную безопасность страны. Среди задач, которые будут решаться с помощью суперкомпьютера, отмечают поиск связи между раковыми заболеваниями и генами живого организма, исследование причин появления зависимости от наркотиков и климатическое моделирование для составления точных прогнозов погоды.

    2. Sierra

    Второй американский суперкомпьютер Sierra (ATS-2) тоже выпущен в 2018 году и обошелся Соединенным Штатам примерно в 125 миллионов долларов. По производительности он считается вторым, хотя по среднему и максимальному уровню скорости вычислений сравним с китайской моделью Sunway TaihuLight.

    Расположена СуперЭВМ на территории Национальной лаборатории имени Э. Лоуренса в Ливерморе. Общая площадь, которую занимает оборудование, составляет около 600 кв.м. Энергопотребление вычислительной системы – 12 МВт. И уже по соотношению производительность к расходу электричества компьютер заметно обогнал конкурента из КНР.


    В системе используется 2 вида процессоров – серверные ЦПУ IBM Power 9 и графические Nvidia Volta. Благодаря этим чипам удалось повысить и энергоэффективность, и производительность. 4320 узлов со 190 тысячами ядер обеспечивают вычисления на скорости 94,64 петафлопс. Максимальная производительность – 125,712 Пфлопс или 125 квадриллионов операций с плавающей точкой в секунду.

    Новую систему предполагается использовать в научных целях. В первую очередь – для расчетов в области создания ядерного оружия, заменяя вычислениями подземные испытания. Инженерные расчеты с помощью Sierra позволят разобраться и с ключевыми вопросами в области физики, знание которых позволит совершить ряд научных открытий.

    3. Sunway TaihuLight

    Китайская СуперЭВМ удерживала лидирующую позицию в рейтинге TOP500 с 2016 до 2018 года. В соответствии с тестами LINPACK ее считали самым производительным суперкомпьютером, минимум в полтора раза превосходящим ближайшего конкурента и втрое опережающим самую производительную американскую модель Titan. Разработка и строительство вычислительной системы обошлось в 1,8 млрд. юаней или 270 млн долларов. Инвесторами проекта были правительство Китая, администрация китайской провинции Цзянсу и города Уси.


    Суперкомпьютер потребляет 15,3 МВт электроэнергии и занимает площадь 605 кв.м. Расположен он на территории города Уси, в национальном суперкомпьютерном центре. Название модели дали в честь расположенного рядом озера Тайху, третьего по величине пресноводного водоема Китая.

    Наличие в конструкции ЭВМ 41 тысячи процессоров SW26010 и 10,6 миллиона ядер позволяет ей проводить расчеты со скоростью 93 Пфлопс. Максимальная производительность – 125 Пфлопс. Переход на чипы китайского производства потребовал от разработчиков создания полностью новой системы. До этого предполагалось в 2 раза повысить производительность другой китайской СуперЭВМ Тяньхэ-2, но эти намерения пришлось изменить из-за проблем с поставками процессоров Intel из США.

    Модель Sunway TaihuLight применяется для выполнения сложных вычислений в области медицины, горнодобывающей промышленности и производстве. С помощью вычислительной машины прогнозируют погоду, исследуют новые лекарства и анализируют «большие данные» – массивы информации, обработать которые не получится даже у самого мощного серийного компьютера.

    4. Тяньхэ-2

    Суперкомпьютер Tianhe-2 («Млечный путь»), а, точнее, уже дополненная и модернизированная версия 2А, была разработана сотрудниками компании Inspur и научно-технического университета Народно-освободительной армии Китая. В июле 2013 года модель считалась самой производительной в мире и уступила пальму первенства только другому китайскому компьютеру TaihuLight. На сборку ЭВМ потратили около 200 млн долларов.

    Сначала вычислительная система находилась на территории университета, а затем была перемещена в суперкомпьютерный центр в Гуанчжоу. Общая площадь, которую она занимает – около 720 кв. м. Энергопотребление модели составляет 17,8 МВт, что делает ее использование менее выгодным по сравнению с более современными версиями.


    Техника построена на базе 80 тысяч ЦПУ Intel Xeon и Xeon Phi. Объем оперативной памяти – 1400 Гбайт, количество вычислительных ядер – больше 3 миллионов. На суперкомпьютере установлена операционная система Kylin Linux. Первые показатели работы системы – 33,8 Пфлопс, современная модификация достигает скорости вычислений 61,4 Пфлопс, максимальная – 100,679 Пфлопс.

    СуперЭВМ создали по требованию китайского правительства, его основными задачами являются расчеты для проектов национального масштаба. С помощью системы решаются вопросы безопасности Китая, выполняется моделирование и анализ большого количества научной информации.

    5. Piz Daint

    Суперкомпьютер Piz Daint достаточно долго (с 2013 до 2018 года) занимал третье место в рейтинге самых мощных вычислительных систем в мире. В то же время он остается самым производительным компьютером Европы. Стоимость проекта составила около 40 млн швейцарских франков.

    Модель получила название в честь одноименной территории в Швейцарских Альпах и находится в национальном суперкомпьютерном центре. Оборудование, из которого состоит СуперЭВМ, располагается в 28 стойках. Для работы техники требуется 2,3 МВт электричества, и по этому показателю Piz Daint обеспечивает лучшую удельную производительность – 9,2 Пфлопс/МВт.


    В составе ЭВМ есть другой суперкомпьютер Piz Dora, сначала работавший отдельно. После объединения мощностей швейцарские разработчики получили вычислительную систему с 362 тысячами ядер (процессоры Xeon E5-2690v3) номинальной производительностью 21,23 Пфлопс. Максимальная скорость работы – 27 Пфлопс.

    Основные задачи суперкомпьютера – расчеты для исследований в области геофизики, метеорологии, физике и климатологии. Одно из приложений для ЭВМ, COSMO, представляет собой метеорологическую модель и используется метеослужбами Германии и Швейцарии для получения высокоточных прогнозов погоды.

    Вычислительная мощность современных устройств растёт в колоссальной прогрессии. Ещё недавно о суперкомпьютерах можно было только мечтать, а теперь они стали реальностью и выполняют самые сложные расчёты за считанные секунды. В нашем рейтинге они расположены по возрастанию вычислительной мощности.

    Sequoia-IBM (США)


    Этот суперкомпьютер разработали для министерства энергетики США и в 2012 году ему не было равных в мире. С некоторых пор он по-прежнему остаётся в десятке. Его характеристики: BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz, Custom interconnect, 1 572 864 ядер, 17,2 петафлопс вычислительной мощности с пиковым выходом на 20,13 петафлопс.

    Cray XK7 Titan (США)


    «Титан» установлен в Национальной лаборатории минэнергетики США в Оук-Ридж. Его используют в научных проектах на протяжении последних семи лет (анонсировали компьютер в 2011 году). Его уже практически заменил Summit, Titan должен проработать до середины 2019 года, а затем его демонтируют. Характеристики: Opteron 6274 16C 2.200GHz, Cray Gemini interconnect, NVIDIA K20x на 560 640 ядер, 17,59 петафлопс.

    SuperMUC-NG (Германия)


    Это суперкомпьютер нового поколения, созданный для вычислительного центра Leibniz компанией Lenovo. Кое-что из внутренностей — процессоры Intel Xeon Scalable Skylake делают его самым мощным суперкомпьютером на процессорах архитектуры x86. Их количество 311 040 штук, что обеспечивает производительность до 19,5 петафлопс.

    AI Bridging Cloud Infrastructure-Fujitsu (Япония)


    Это устройство разработали в Национальном институте передовых промышленных наук и технологий. В основе производитель Fujitsu заложил серверы PRIMERGY CX2550 M4, Xeon Gold 6148 20C 2.4GHz, NVIDIA Tesla V100 SXM2, Infiniband EDR, 392 000 ядер, 19,88 петафлопс. Энергоэффективность составляет 12,05 гигафлоп/ватт.

    Cray XC40 Trinity (США)


    «Тринити», или XC40, является глубокой модернизацией, в результате которой производительность выросла с 14,14 петафлопс до 20,2. Это единственная из топ-систем, построенная на базе Intel Xeon Phi. Посмотреть на суперПК можно в Национальной лаборатории министерства энергетики в Лос-Аламосе. А заодно и восхититься энергоэффективностью устройства на уровне 3,678 гигафлоп/ватт.

    Piz Daint (Швейцария)


    Суперкомпьютер с забавным названием постепенно восходил к вершинам топ-500, заняв середину в списке десяти лучших. Устройство заработало в 2012 году, сразу оказавшись на 114-ой строчке рейтинга. Оно находится в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре в Лугано и является самым мощным компьютером Европы с производительностью 21,2 петафлопс. Станция оснащена Intel Xeon и графическими адаптерами Nvidia Tesla P100.

    Tianhe-2A (Китай)


    Эта система установлена в Национальном центре суперкомпьютеров в Гуанчжоу. На её «борту» стоят TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692v2 12C 2.2GHz, TH Express-2, Matrix-2000. Все это представлено 4,98 млн ядер, 61,46 петафлопс мощности. Энергоэффективность устройства не превышает 3,325 гигафлоп на ватт.

    Sunway TaihuLight (Китай)


    Два года этот гигант удерживал первое место и лишь недавно пропустил вперёд другие вычислительные устройства. Он также расположен в китайском Национальном центре суперкомпьютеров и выдаёт 93 петафлопса. Что примечательно, в нём вообще отсутствуют графические ускорители, есть только 40 960 процессоров Sunway 26010, в каждом из которых по 260 ядер (всего более 10 млн ядер). Энергоффективность установки 6,051 гигафлопс/ватт.

    Sierra (США)

    Этот суперкомпьютер ещё недавно находился на третьем месте, но его «прокачали» с 71,6 петафлопс до 94,6 петафлопс. Теперь в нём примерно 1 572 480 ядер, представленных процессорами IBM Power 9 и графическими адаптерами Nvidia Volta GV100, которые добавляют ещё 1 382 000 ядер. Задействован суперкомпьютер тем же министерством энергетики США.

    Summit (США)


    Абсолютный лидер, самый мощный суперкомпьютер в мире, был разработан IBM и лабораторией Оук-Ридж. Заявленная производительность — 187 петафлопс (пока она составляет 143,5), или 187 тыс. трлн вычислений в секунду. Пока характеристики выглядят так: IBM Power System AC922, IBM POWER9 22C 3.07GHz, NVIDIA Volta GV100, Dual-rail Mellanox EDR InfiniBand, 2,28 млн. ядер и более 2 млн ядер Nvidia. Машина занимает площадь, равную двум теннисным кортам, имеет оперативную память объёмом 10 Пбайт и состоит из 4 608 серверов.

    Из лучших пятисот суперкомпьютеров 202 суперсистемы принадлежат Китаю, 104 — США, 36 — Японии, 22 — Великобритании, 21 — Германии, 18 — Франции.

    Читайте также: