Что такое суперкомпьютер? 10 лучших суперкомпьютеров в мире

Легко забыть, как быстро развиваются технологии. Чуть более 50 лет назад человек впервые ступил на Луну, используя технологии, смехотворно слабые по сегодняшним меркам. Фактически, ваш телефон уже в миллионы раз мощнее, чем вся совокупная вычислительная мощность НАСА, использованная для миссии «Аполлон-11» в 1969 году.

Все изменилось так быстро, что теперь у нас есть суперкомпьютеры, которые помогают нам понимать мир, систематизировать данные и работать быстрее, чем когда-либо прежде. Давайте узнаем, что такое суперкомпьютеры, почему они так важны и для чего они используются.

Что такое суперкомпьютер?

Суперкомпьютер выполняет ту же функцию хранения и обработки данных, что и обычный персональный компьютер, но в таком масштабе, что это трудно себе представить. Внутри суперкомпьютера находится несколько кластеров процессоров, которые помогают выполнять операции в миллион раз быстрее, чем ваш обычный ноутбук или настольный ПК.

В то время как старые компьютеры измерялись в IPS (количество операций в секунду), суперкомпьютеры измерялись в FLOPS (операций с плавающей запятой в секунду). Чем выше это число, тем мощнее суперкомпьютер.

На момент написания этой статьи самым быстрым в мире суперкомпьютером был Frontier, разработанный компанией Hewlett Packard Enterprise, расположенной в Теннесси, США. Суперкомпьютер стоит колоссальные 600 миллионов долларов, а каждый из его 74 корпусов весит 8000 фунтов.

В 2022 году он сверг японский суперкомпьютер Fugaku, который ранее обладал этим титулом. Frontier — это первый в мире экзафлопсный суперкомпьютер, что означает, что он может выполнять один квинтиллион вычислений с плавающей запятой (экзафлопс или EFLOPS) в секунду.

Для справки, самый мощный процессор Apple M1 Ultra работает на частоте около 21 терафлопс или TFLOPS (один триллион FLOPS). И хотя это впечатляет, вы будете удивлены, узнав, что суперкомпьютер Earth Simulator японского технологического гиганта NEC Corporation уже достиг скорости около 36 терафлопс еще в 2002 году!

Для чего используется суперкомпьютер?

Мы установили, что суперкомпьютеры действительно быстры, но что они на самом деле делают? Какую реальную пользу они предлагают? Что ж, суперкомпьютеры можно использовать в любой сфере, требующей обработки больших объемов данных. Вот некоторые примеры:

1. Прогноз погоды

Возможно, самое простое применение суперкомпьютеров — повысить точность прогнозов погоды. Собирая и обрабатывая больше данных о погоде и учитывая точность прошлых прогнозов, суперкомпьютеры помогают нам точнее и быстрее предсказывать погоду.

В качестве побочного продукта суперкомпьютеры также могут помочь нам понять последствия изменения климата и найти способы его замедлить. Мы знаем, что Microsoft строит суперкомпьютер для той же цели с инвестициями в миллиард фунтов стерлингов от правительства Великобритании.

2. Запуск моделирования

Запуск симуляций — отличный способ предсказать результат действия, не выполняя его на самом деле. Например, запуск симуляций самолетов помогает понять атмосферное сопротивление и создавать более аэродинамические конструкции. Это помогает сделать самолеты более безопасными и экономичными.

Другой пример — моделирование ядерных испытаний и проведение экспериментов и демонстраций для использования в военных целях. Тесты, которые можно провести в моделировании, в противном случае пришлось бы проводить на реальном оборудовании, которое стоит во много раз дороже.

3. Научные исследования

Ученые обычно работают с большими объемами данных, а суперкомпьютеры облегчают работу, быстрее выдавая результаты. В 2020 году, в разгар пандемии COVID-19, суперкомпьютер IBM Summit помог бороться с вирусом, позволив исследователям «выполнять очень большое количество вычислений в области эпидемиологии, биоинформатики и молекулярного моделирования».

Суперкомпьютеры также полезны ученым НАСА для «моделирования движения воздушных масс и воды вокруг планеты для изучения климата Земли, поиска экзопланет, изучения поведения черных дыр или проектирования авиационных или аэрокосмических аппаратов».

Суперкомпьютер в вашем кармане

Возможно, вы знаете знаменитый закон Мура. В нем говорится, что скорость компьютеров удваивается каждые два года, что приводит к экспоненциальному росту их вычислительной мощности, что позволяет нам выполнять все более сложные задачи, которые ранее считались невозможными.

Всего десять лет назад такие понятия, как виртуальная реальность, облачные игры, метавселенная и многие другие, были ограничены воображением нескольких избранных экспертов и гиков.

Сегодня мы уже на пути к тому, чтобы воплотить все это в жизнь, поскольку наши машины становятся более совершенными, чем когда-либо прежде. К счастью, вам не нужно быть экспертом, чтобы воспользоваться преимуществами этой технологии. Это станет частью вашей жизни, прежде чем вы это узнаете.