Что такое суперкомпьютеры и для чего они используются?

Что такое суперкомпьютеры и для чего они используются?


Китай продолжает удерживать пальму лидерства в рейтинге самых мощных суперкомпьютеров мира: с производительностью в  93 петафлопс/сек (квадриллионы калькуляций в секунду) суперкомпьютер Sunway TaihuLight сменил лидера рейтинга Tianhe-2 – другой китайский суперкомпьютер, который занимал первое место в последних шести рейтингах TOP500 .
Но есть кое-что еще. Этот монстр-суперкомпьютер является не только самым мощным, но также и первым суперкомпьютером, который полностью «Сделан в Китае». Предыдущий номер 1 (Tianhe-2) использовал сделанные в США чипы Intel, но TaihuLight был разработан и произведен после того, как Министерство торговли США запретило продажу этих чипов в китайские лаборатории.
Кроме того, впервые в рейтинге присутствует больше китайских суперкомпьютеров, чем американских: 167 против 165. При этом, по данным opennet.ru , распределение по количеству суперкомпьютеров в мире выглядит следующим образом:
·   Китай: 167 (109 в прошлой редакции рейтинга)
·   США: 165 (199);
·   Япония: 29 (37);
·   Германия: 26 (33);
·   Франция: 18 (18)
·   Великобритания: 12 (18)
·   Индия: 9 (11);
·   Россия 7 (7);
·   Южная Корея: 7 (10);
·   Польша 6 (5);
Распределение по операционным системам, используемым на суперкомпьютерах (в скобках указано изменение по сравнению с прошлой редакцией рейтинга):
  • Linux - 497 (+3), 99.4%
  • Unix - 3 (-3), 0.6%
  • Смешанные - 0 (0), 0%
  • Windows - 0 (0), 0%
  • BSD - 0 (0), 0%
Из Linuх-систем 66.8% не детализируют дистрибутив, 12.2% используют CentOS, 8.4% - Cray Linux, 5% - SUSE, 2.6% - RHEL, 0.6% - Scientific Linux, 0.4% - Ubuntu Kylin.
Также opennet.ru обращает внимание на следующие интересные тенденции:
  • Минимальный порог пиковой производительности для вхождения в Top500 вырос за полгода с 204.3 до 285.9 терафлопсов, а для Top100 - с 917 до 958.7 терафлопсов. Система, замыкающая нынешний рейтинг, в прошлом выпуске находилась на 350-ом месте;
  • Суммарная производительность всех систем в рейтинге за полгода возросла с 420 до 566.7 петафлопсов (три года назад было 223 петафлопса). В настоящее время 94 кластера демонстрирует производительность более петафлопcа (в прошлом рейтинге - 81);
  • Общее распределение по количеству суперкомпьютеров в разных частях света выглядит следующим образом: 217 суперкомпьютера находится в Азии (174 в предыдущем списке), 170 в Америке (212 в предыдущем списке) и 105 в Европе (ранее 10;
  • В качестве процессорной основы лидируют CPU Intel - 91% (было 89%), на втором месте - IBM Power - 4.6% (было 5.2%), на третьем - AMD - 2.6% (было 4.2%);
  • 30.4% (23%) всех используемых процессоров имеют 12 ядер, 12.4% (30.4%) - 8 ядер, 15% (16.2%) - десять, 13.2% (14.2%) - шесть, 10% (8.6%) - 16 ядер. Двух- и одноядерные системы не входят в рейтинг;
  • 93 из 500 систем (в прошлом рейтинге - 104) дополнительно используют ускорители или сопроцессоры, при этом в 67 системах задействованы чипы NVIDIA (было 68), в 26 - Intel Xeon Phi (было 29), в 3 - GPU AMD (было 3), в 3 используются гибридные решения (было 4);
  • Среди производителей кластеров на первом месте компания Hewlett-Packard 25.4% (31%), на втором месте - Lenovo 16.8% (5%), на третьем месте - Cray 12% (13.8%), на четвёртом - Sugon 10.2% (9.8%), на пятом - IBM 7.6% (9%), на шестом - SGI 5.2% (6.2%).
А как дела в России?
Как видно из приведенной статистики, в последнюю редакцию Top500 вошло 7 российских суперкомпьютеров, как и в предыдущей редакции рейтинга. При этом самый мощный отечественный кластер Lomonosov2 опустился с 36 на 41 место, его предшественник Lomonosov – с 96 на 108 место. Третий по производительности российский кластер Tornado опустился с 131 на 158 место.
Зачем нужны суперкомпьютеры
Суперкомпьютеры используются для выполнения сложных калькуляций, таких как исследование климата, расчеты морских течений или сложные вычисления для тех или иных производств. Вот некоторые из направлений работы для Sunway TaihuLight .



Объединенные усилия тысяч процессоров
Номер 106 место в последнем рейтинге Top 500 занимает самый мощный суперкомпьютер Испании : MareNostrum расположен в Барселоне и имеет производительность 1,01 петафлопс/сек. Для достижения такой производительности в нем вместе работают свыше 50 000 процессоров – именно это делает суперкомпьютеры такими мощными: их процессоры способны работать вместе и суммировать их возможности.
Хотя Закон Мура гласит, что количество транзисторов в интегральных схемах удваивается примерно каждые два года, скорость чипов возрастает и улучшает координированную работу этих процессоров. Эти факторы позволили внедрять такие мощные суперкомпьютеры.

Со временем вчерашние суперкомпьютеры становятся сегодняшними компьютерами. Например, самый мощный суперкомпьютер в 1993 году эквивалентен iPad 4 . Скоро мы достигнем следующего рубикона: экзафлопсы , т.е. миллиард миллиардов калькуляций в секунду (один экзафлопс – это тысяча петафлопсов или квинтиллион, 1018 операций с плавающей точкой в секунду).

Прогнозируемые изменения
Суперкомпьютеры также используются для выполнения сложных калькуляций, таких как исследование климата, расчеты морских течений или сложные вычисления для тех или иных производств. Вот некоторые из направлений работы для Sunway TaihuLight .

MareNostrum имеет аналогичные задачи. Благодаря этому суперкомпьютеру свыше 400 исследователей работают над изучением генома, прогнозированием изменений климата, реконструкцией вулканических извержений за последние 39000 лет и даже имитацией работы сердца.


Оригинал статьи: What are supercomputers? What are they used for?


Panda Security в России
+7(495)105 94 51, marketing@rus.pandasecurity.com
суперкомпьютер Sunway TaihuLight производительность операционная система рейтинг
Alt text

Panda Security в России и СНГ

Новости и события компании. Информационная безопасность IT-устройств дома, малого и среднего бизнеса, антивирусы.