Суперкомпьютер преодолевает «экзафлопсный барьер»
В великой гонке за вычислительную мощность, которую ведут различные государства мира, эксафлоп представляет собой ключевой рубеж. Именно этот рубеж только что перешел суперкомпьютер, разработанный лабораторией в США и получивший название Frontier.
"Frontier открывает новую эру экзафлопсных вычислений для решения величайших мировых научных задач", — говорит Томас Захария, директор Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL), где был разработан этот гигантский суперкомпьютер. Проще говоря, "суперкомпьютер" - это компьютер, специально разработанный для достижения очень высокой вычислительной мощности.
Компьютер, о котором идет речь, названный "Frontier", только что прославился тем, что преодолел заветный барьер "эксафлоп". Этот результат был объявлен на Международной суперкомпьютерной конференции 2022 в Гамбурге, Германия. Экзафлоп - это единица измерения, которая используется для выражения вычислительной мощности процессора. С практической точки зрения преодоление барьера в 1 эксафлоп означает, что Frontier может выполнять более триллиона ("квинтиллиона") операций в секунду (1018). Каждый флоп представляет собой возможное вычисление, такое как сложение, вычитание, умножение или деление.
До сих пор самые мощные компьютеры находились в петафлопном масштабе, то есть были способны выполнять более 1015 вычислений в секунду. Чтобы поместить нас в эту несколько невообразимую шкалу, ORNL привел следующее сравнение: если бы каждый человек на Земле производил одно вычисление в секунду, то всем нам потребовалось бы более четырех лет, чтобы произвести такое же вычисление, которое компьютер Frontier производит за одну секунду.
Имея производительность 1,1 эксафлопс вычислительной мощности в секунду, компьютер, таким образом, официально занял первое место в списке 500 самых мощных суперкомпьютеров, публикуемом с 1993 года. Это основано на конкретном тесте производительности, LINPACK Benchmark. "С точным результатом HPL в 1,102 экзафлопса Frontier является не только самым мощным суперкомпьютером в истории, но и первой настоящей экзафлопсной машиной", — говорится на сайте рейтинга. Несмотря на то, что была выбрана производительность 1,1, лаборатория утверждает, что теоретический предел мощности компьютера ближе к 2 эксафлопам, или двум триллионам вычислений в секунду.
Технически, этот экзафлопсный барьер, как напоминает СМИ Sciencealert, был преодолен в 2020 году другим проектом под названием Folding@home. Однако вычислительная мощность была распределена по большому количеству настольных компьютеров. Таким образом, это не был единый "суперкомпьютер" как таковой. Японский суперкомпьютер Fugaku также технически участвует в конкурсе, отмечает сайт: "Учитывая, что теоретический пик Fugaku находится выше барьера экзафлоп, эту систему также следует назвать экзафлопной машиной."
Тем не менее средние показатели все равно ставят Frontier впереди всех конкурентов. Не менее 9 400 процессоров и 37 000 графических процессоров были использованы для достижения этой вычислительной цели. Все элементы были соединены между собой почти 56 километрами сетевого кабеля, образуя единый компьютер. Объем памяти этого суперкомпьютера также составляет 700 петабит. Чтобы дать представление о том, как это сравнивается, один петабит равен тысяче терабитов, а один терабит эквивалентен большому внешнему SSD-накопителю для среднего человека. Таким образом, можно сказать, что перед нами 700 000 внешних накопителей. Все это обошлось не менее чем в 600 миллионов долларов.
Для чего, спросите вы? По мнению его создателей, этот новый порог вычислительной мощности может позволить проводить беспрецедентные расчеты для поиска решений все более сложных проблем. Министерство энергетики США объясняет в пресс-релизе, что эти суперкомпьютеры могут быть использованы для создания реалистичных моделей климатических систем, проектирования новых типов материалов, поддержки исследований в области астрофизики и астрономии или разработки реакторов ядерного синтеза...
Суперкомпьютеру Frontier еще предстоит пройти испытания для окончательной проверки, но лаборатория надеется, что первый доступ к нему будет предоставлен научному сообществу уже в 2022 году, а полный ввод в эксплуатацию - в начале 2023 года.