Когато става въпрос за високопроизводителни изчислителни системи, на първо място излизат суперкомпютрите. Тяхната мощност и технически параметри са многократно по-високи от тези на конвенционалните системи.

Индикаторът, по който се оценява производителността на суперкомпютрите, е броят операции с плаваща запетая, които машината може да изпълни за една секунда, или FLOPS. Ето 5-те най-бързи суперкомпютри според този показател:

1. Frontier

Само един компютър в света има екзафлопова производителност, по-точно 1194 екзафлопа (1 екзафлоп e равен на 1 квинтилион операции в секунда), съгласно юнската класация TOP500. Това е Frontier, разработен от Cray на базата на AMD процесори и графични ускорители. Системата се използва за решаване на сложни научни проблеми във физиката, материалознанието, климатологията и други области на науката и индустрията. Frontier се намира в Националната лаборатория Оук Ридж в Тенеси (САЩ).

Характеристики:

• производителност: 1194 екзафлопа;
• архитектура: HPE Cray EX235a;
• процесори: 9408 броя AMD EPYC 64C на 2 GHz;
• ядра: 8 699 904;
• пренос на данни: Slingshot-11;
• капацитет за съхранение: 700 петбайта (PB).

Но въпреки изчислителната мощност и качеството на компонентите, Frontier постоянно се поврежда. Какво точно причинява затруднения в работата му не е ясно. Може би дизайнът от 60 милиона части е доста сложен. В общия случай, повечето други суперкомпютри с компоненти на AMD работят стабилно.

2. Fugaku

Този суперкомпютър, разработен от Fujitsu за центъра по изчислителна наука RIKEN в град Кобе, Япония, се използва за изследвания в науката, медицината, климатологията и други области. От него се очаква пробив в областта на мозъчните симулации, новите материали, научното моделиране, предсказуемата медицина и изкуствения интелект.

Характеристики:

• производителност: 442,01 PFLOPS;
• архитектура: ARM A64FX;
• процесори: 158 хиляди, всеки с 48 ядра на тактова честота 2,2 GHz;
• конструкция: 432 стелажа, свързани с повече от 150 километра кабели;
• сторидж: основна SSD технология, която осигурява високи скорости на четене/запис и енергийна ефективност;

Fugaku извърши важна работа в сътрудничество с Международния център за изследване на бедствия при разработката на изкуствен интелект за прогнозиране на наводнения и цунами. Системата генерира 20 000 възможни сценария за тези инциденти.

3. LUMI

Това е съвместен проект на най-голямата финландска компания CSC (Център за научни изчисления) и Европейския консорциум за високопроизводителни изчисления (EuroHPC), който се ръководи от Европейската комисия. Няколко държави работят по проекта: България, Финландия, Чехия и Швейцария. Суперкомпютърът представлява една от най-големите инвестиции на Европейската комисия в научно и технологично развитие.

Характеристики:

• производителност: 428,7 PFLOPS;
• архитектура: AMD EPYC 64C 3-то поколение на 2GHz;
• брой ядра: 2 220 288;
• операционна система: OS HPE Cray;
• пренос на данни: SLINGSHOT-11.

Една от задачите, които изпълнява LUMI, е реализация на концепцията за цифрови близнаци. Системата тества много хипотези, свързани с цифрови модели на Земята и нейната атмосфера. Така учените могат да разкрият влиянието на човешката дейност върху природните явления.

4. Leonardo

Суперкомпютърът Leondrdo е създаден на базата на най-стария научноизследователски център Cineca. Това е Италианският национален институт за компютърни ресурси, който се занимава с развитието на високопроизводителни системи и услуги. Leonardo подпомага разработките на информационни системи за здравеопазването и държавна администрация. Финансирането на този проект също е осигурено от ЕС и италианските университети.

Характеристики:

• производителност: 255 PFLOPS;
• архитектура: Atos BullSequana XH2000 на 2,6 GHz, Nvidia A100, модули за данни Intel Sapphire Rapids;
• ядра: 1 464 616;
• ускорители: 6000;
• капацитет за съхранение: 110 петабайта.

Цялата система е инсталирана за невероятно кратко време. Интересен момент също така е, че консумацията на енергия е само 6 MW, за разлика от други подобни машини.

5. Summit

Този суперкомпютър е разработен от IBM за стратегическите национални нужди на САЩ. Подобно на Frontier, той също се намира в Тенеси. Summit е изграден върху хибридна архитектура, която комбинира процесори Power9 с графични процесори Nvidia Tesla V100 за максимална изчислителна производителност.

Характеристики:

• производителност: 200 PFLOPS;
• архитектура: процесори IBM Power9, графични процесори Nvidia Tesla V100;
• ядра: 2 414 592;
• файлова система: IBM Spectrum Scale със споделено хранилище около 250 PB;
• общо количество RAM: 10 PB.

Summit се използва за различни научни приложения, включително моделиране на климата, биологична и медицинска работа, наука за материалите и други.

Суперкомпютрите са проектирани с висока производителност и решават сложни проблеми за човечеството. Те изпълняват важни изследователски задачи в най-кратки срокове. Класацията на най-мощните компютри се променя динамично с времето, тъй като технологиите се развиват бързо и се появяват нови машини с по-висока производителност.