Наскоро разгледахме развитието на компютърната мощ през последните 50 години. Съвсем логично, днешните смартфони вече имат по-голяма производителност спрямо първите суперкомпютри. Това повдига въпроса на какво всъщност са способни модерните суперкомпютри?

Ако преди няколко десетилетия суперкомпютрите са били рядкост, то днес те са хиляди по целия свят. Най-добрите от тях участват в класацията Top500, която подрежда най-мощните 500 суперкомпютъра в света на всеки шест месеца. Съвсем очаквано, в нея доминират суперкомпютри от две държави – Китай с 202 суперкомпютъра и САЩ със 144. Тази година е първата, в която Китай става държавата с най-много и най-мощни суперкомпютри, като само преди 6 месеца тя имаше 159 участника. Междувременно САЩ се регистрират спад – от 169 до 144 машини към днешна дата.

Възходящият прогрес

Днешните суперкомпютри са изключително по-мощни от своите предшественици преди 50 години. Но те вече са и по-мощни спрямо тези от преди по-малко от 10 години. Най-бавният суперкомпютър в класацията има производителността на най-бързия суперкомпютър от 2008 г.

В момента двата най-мощни компютъра в света са в Китай. Лидер е Sunway TaihuLight в китайския Национален център за суперкомпютри във Вукси. Машината е достигнала 93.01 петафлопа. Тя може да извършва 93 квадрилиона (10 на 15-та степен) калкулации в секунда. Гигантският компютър има 10.6 млн. процесорни ядра, 1.3 млн. GB оперативна памет. Тя консумира 16 мегавата електричество. Теоретичният ѝ пик е 125 петафлопа.

Sunway-Supercomputer

Sunway TaihuLight в китайския Национален център за суперкомпютри във Вукси.

Второто място е за Tianhe-2 в офиса на Националния център за суперкомпютри в Гуанджо. Неговата производителност изглежда скромна на фона на първенеца – 33.86 петафлопа. За разлика от Sunway, който използва процесори китайска разработка, Tianhe-2 разчита на Intel Xeon E5-2692v2 с общо 3.1 млн. ядра. Консумацията на електричество е по-голяма – 17.8 мегавата. И двата суперкомпютъра държат първите места вече две години.

tianhe-2.0

Tianhe-2 в офиса на Националния център за суперкомпютри в Гуанджо.

В САЩ обаче активно работят по своя отговор. Наскоро беше завършена работата по суперкомпютъра Summit в Националната лаборатория в Оук Ридж. Машината е направена от IBM и е разработена да достигне около 200 петафлопа. Тя е разположена в сграда с площ близо 1000 кв.м., като се нуждае от 20 мегавата енергия. Това е достатъчно електричество за 16 300 къщи. Общо 24.4% от суперкомптрите в класацията са произведени от Hewlett Packard Enterprise. Lenovo е на второ място с 16.2%, а на трето – IBM с 11.2%.

Какво могат тези машини

Мощността на суперкомпютрите се увеличава с все по-голямо темпо. Преди 6 месеца последният участник в класацията е бил с 432 терафлопа, докато сега той е с 548 терафлопа. Системите са разпръснати по целия свят и се използват за огромен брой проучвания и разработки. Една от най-честите им употреби е извършването на симулации на експерименти, които са твърде сложни, скъпи или опасни.

Например симулации на ядрени взривове или реконструиране на различни модели на Вселената и проследяване на историята ѝ милиарди години назад. Чрез подобни модели се тестват и промените в климата на Земята. Учените създават изключително подробни модели, които включват огромни масиви от информация и пресъздават с максимална точност всичко – от цели планети и взаимодействията между тях до миниатюрни детайли в самолети и как промяната им би се отразила на полета на машината. НАСА например извършва както симулации на климата на Земята, така и прогнози какво ще се случи ако метеорити с различни размери и сила ударят планетата на различни точки.

И макар всичко това да изглежда впечатляващо, дори и най-мощните суперкомпютри бледнеят пред общата жажда за компютърни ресурси по света. Според неофициални изчисления само мощността и енергията, които се отделят за блокчейн мрежата на Bitcoin са десетки, дори стотици пъти повече от всичките 500 най-мощни суперкомпютъра в света взети заедно. Освен това с развитието на изкуствения интелект и амбициите един ден той да конкурира човешкия мозък, ще бъдат нужни още хиляди пъти по-мощни суперкомпютри. Това със сигурност е индустрия, която все още е едва в своя зародиш.