Дважды в год операторы самых производительных вычислительных систем в мире с нетерпением ждут формирования последнего рейтинга суперкомпьютеров, публикуемого проектом Top500. Список строится на основе максимальной скорости, с которой машина может выполнять операции с плавающей запятой. Совсем недавно была представлена ноябрьская редакция, общее быстродействие первой пятёрки систем немногим более 5 Пфлопс.

1. Tianhe-1 (5 место)

Этот суперкомпьютер новичок в рейтинге Top500. На сегодня он является самой производительной вычислительной машиной в Китае и способен выполнять благодаря 71680 ядрам 563 триллиона операций с плавающей запятой в секунду (563 Тфлопс). Для сравнения, мощность обычного калькулятора около 10 флопс. Tianhe, чьё название в переводе с языка Поднебесной означает "река в небе" или "Млечный путь", расположен в Национальном суперкомпьютерном центре (National Super Computer Center) в Тяньцзине. Он более чем вчетверо превосходит в скорости обработки данных своего предшественника.

Tianhe-1 работает на 6144 процессорах Intel Xeon (E5540, E5450) и 5120 графических чипах AMD, основанных на архитектуре RV770. Объём памяти кластера 98304 Гб, а в качестве операционной системы выступает Linux. Пропускная способность используемых в Tianhe-1 соединений составляет 40 Гб/с, а максимальная теоретическая пиковая производительность системы 1,2 Пфлопс. Конструкция включает 155 стоек, которые вместе имеют массу 155 тонн и занимают площадь 1000 м². Компьютер будет заниматься вычислениями в области химических составов, биологических макромолекул, симуляций поведения самолётов и космических кораблей.

2. Jugene (4 место)

Имея однажды звание второго по быстродействию компьютера в мире, Jugene в Юлихском суперкомпьютерном центре (Jülich Supercomputing Centre), Германия, базируется на архитектуре IBM Blue Gene/P, в которой используется множество энергоэффективных чипов. Максимальная тактовая частота каждого процессора PowerPC 450 не превышает 850 МГц, что заметно меньше мощности CPU домашней системы. Однако Jugene "берёт" количеством: 294912 чипов с производительностью 3,4 Гфлопс каждый делают эту машину самой быстродействующей в Европе. Снимок сделан во время обновления ранее в этом году. Модификация должна позволить преодолеть отметку в 1 Пфлопс, текущее значение 825,5 Тфлопс. Система со 144 Тб памяти и 6 Пб дискового пространства управляется операционной системой CNK/SLES (SuSE Linux Enterprise) 9. Аппаратное обеспечение располагается в 72 стойках с 32 картами в каждой. В свою очередь, на карте расположены 32 узла с 2 Гб памяти. Максимальное энергопотребление достигает 35 кВт на одну стойку.

3. Kraken (3 место)

Kraken находится в Национальном институте вычислительных наук (National Institute for Computational Sciences) в Национальной лаборатории Оак-Ридж (Oak Ridge National Laboratory), Теннеси. Суперкомпьютер использует возможности шестиядерных процессоров AMD Opteron с тактовой частотой 2,6 ГГц (10,4 Гфлопс), обычно устанавливаемых в серверы и высокопроизводительные рабочие станции, чтобы достичь 831,7 Тфлопс. Эта система класса Cray XT5-HE с 98128 ядрами является быстрейшей в мире среди управляемых академическими организациями. В октябре было выделено финансирование в размере $10 млн для создания компьютера Nautilus, который должен анализировать выходные данные Kraken.

Пиковая производительность суперкомпьютера 1,03 Пфлопс. Объём оперативной памяти 129 Тб, дискового пространства 2,2 Пб. Каждый из 8256 вычислительных узлов включает два Opteron (Istanbul) и 16 Гб памяти. Связь между узлами обеспечивают маршрутизаторы SeaStar 2+ с пропускной способностью 57,6 Гб/с. Мощное "железо" управляется ОС Cray Linux Environment (CLE) 2.2.

4. Kraken за работой

Это наиболее детализированная симуляция землетрясения из когда-либо проведённых. Kraken производит расчёт последствий изменений в Сан-Андреасском разломе, которых проходит между тихоокеанской и североамериканской плитами преимущественно по территории Калифорнии. Его длина более 1000 км. Моделирование показывает распространение ударных волн.

5. Roadrunner (2 место)

До ноября 2009 года Roadrunner обладал титулом самого быстродействующего компьютера в мире. Он стал первой подобной системой, преодолевшей барьер в 1 петафлопс более 10¹⁵ операций в секунду (точное значение 1042 Тфлопс). Машина класса BladeCenter QS22 Cluster находится в Лос-Аламосской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory) в Нью-Мексико. Нестандартная архитектура включает 6912 двухъядерных процессора AMD Opteron DC 1,8 ГГц и 12960 девятиядерных PowerXCell 8i с частотой 3.2 ГГц (12,8 Гфлопс), используемых в консолях Sony PlayStation 3.

Количество вычислительных ядер 122400. Каждый узел TriBlade включает два Opteron с 16 Гб памяти и четыре PowerXCell 8i с 16 Гб RAM. Всего же на процессоры Opteron приходится 51,8 Тб памяти, на Cell аналогичный объём. Аппаратное обеспечение заключено в 196 стоек, а потребляемая Roadrunner мощность составляет 2,35 МВт.

6. Jaguar (1 место)

Jaguar, обладающий приблизительно на 70% большей вычислительной мощностью по сравнению с Roadrunner, делит вместе с Kraken помещения Национальной лаборатории Оак-Ридж. Впервые суперкомпьютер был продемонстрирован в прошлом году, но его дополнительные 181000 ядер вступили в строй только в нынешнем. В отличие от большинства американских государственных проектов подобного масштаба, кластер модели Cray XT5-HE не находится под контролем военных. Основное предназначение предыдущих суперкомпьютеров Министерства энергетики, в том числе Roadrunner, - это моделирование различных явлений в области атомной энергетики и ядерных взрывов. Первый номер Top500 также занимается климатическими изменениями, изучением структуры воды и другими научными задачами.

Согласно тесту Linpack, 224162 ядра продемонстрировали производительность 1,759 Пфлопс. Пиковая теоретическая мощность 2,3 Пфлопс. Каждый вычислительный узел содержит два шестиядерных процессора Opteron с тактовой частотой 2,6 ГГц, 16 Гб памяти и роутер SeaStar 2+ с пропускной способностью 57,6 Гб/с. Узлы объединены в сеть с топологией 3D-тора, как сообщает Национальный центр вычислительных наук (National Center for Computational Sciences) лаборатории Оак-Ридж.

7. Jaguar в действии

Симуляция течений углекислого газа с учётом их поглощения почвой и растениями во время восхода Солнца над Восточной Европой. Поглощение CO₂ показано в зелёных и белых цветах и имеет наибольшую силу в тропической зоне. Красный цвет обозначает высвобождение парникового газа в атмосферу. По мере наступления тёмного времени суток лидировать в объёме выбросов начинает территория центральной Африки.

Материалы по теме:

- Intel отвечает на первое место AMD в рейтинге суперкомпьютеров;
- Cray XT5 признан самым быстрым суперкомпьютером в мире;
- IT-байки: Эмуляция мозга: мышка, кошка - кто следующий?.

crosspost from: http://www.3dnews.ru/news/mosh_pyati_petaflops_ili_pyatshrka_bistreishih_superkomputerov