Superkomputery na świecie
Historia
Pierwsza piątka z 55. rankingu 06/2020
- Fugaku[3], Japonia
- Summit, USA
- Sierra, USA
- Sunway TaihuLight, Chińska Republika Ludowa
- Tianhe-2, Chińska Republika Ludowa
Pierwsza piątka z rankingów 53-54 (06/2019-11/2019)
- Summit, USA[4][5]
- Sierra, USA
- Sunway TaihuLight, Chińska Republika Ludowa
- Tianhe-2, Chińska Republika Ludowa
- Frontera, USA
Pierwsza piątka z 52. rankingu 11/2018
- Summit, USA[6]
- Sierra, USA
- Sunway TaihuLight, Chińska Republika Ludowa
- Tianhe-2, Chińska Republika Ludowa
- Piz Daint, Szwajcaria
Pierwsza piątka z 51. rankingu 6/2018
- Summit, USA[7]
- Sunway TaihuLight, Chińska Republika Ludowa
- Sierra, USA
- Tianhe-2, Chińska Republika Ludowa
- AI Bridging Cloud Infrastructure, Japonia
Pierwsza piątka z 50. rankingu 11/2017
- Sunway TaihuLight, Chińska Republika Ludowa[8]
- Tianhe-2, Chińska Republika Ludowa
- Piz Daint, Szwajcaria
- Gyoukou, Japonia
- Titan, USA
Pierwsza piątka z 49. rankingu 6/2017
- Sunway TaihuLight, Chińska Republika Ludowa[9]
- Tianhe-2, Chińska Republika Ludowa
- Piz Daint, Szwajcaria
- Titan, USA
- Sequoia, USA
Pierwsza piątka z 48. rankingu 11/2016
- Sunway TaihuLight, Chińska Republika Ludowa[10]
- Tianhe-2, Chińska Republika Ludowa
- Titan, USA
- Sequoia, USA
- Cori, USA
Pierwsza piątka z 47. rankingu 6/2016
- Sunway TaihuLight, Chińska Republika Ludowa[11]
- Tianhe-2, Chińska Republika Ludowa
- Titan, USA
- Sequoia, USA
- K computer, Japonia
Pierwsza piątka z rankingów 41–46 (06/2013–11/2015)
- Tianhe-2, Chińska Republika Ludowa[12][13][14][15][16][17]
- Titan, USA
- Sequoia, USA
- K computer, Japonia
- Mira, USA
Pierwsza piątka z 40. rankingu 11/2012
- Titan, USA[18]
- Sequoia, USA
- K computer, Japonia
- Mira, USA
- JUQUEEN, Niemcy
Pierwsza piątka z 39. rankingu 6/2012
- Sequoia, USA[19]
- K computer, Japonia
- Mira, USA
- SuperMUC, Niemcy
- Tianhe-1A, Chiny
Pierwsza piątka z rankingów 37–38 (06/2011–11/2011)
- K computer, Japonia[20][21]
- Tianhe-1A, Chiny
- Jaguar, USA
- Nebulae, Chiny
- TSUBAME 2.0, Japonia
Pierwsza piątka z 36. rankingu 11/2010
- Tianhe-1A, Chiny[22]
- Jaguar, USA
- Nebulae, Chiny
- TSUBAME 2.0, Japonia
- Hopper, USA
Pierwsza piątka z 35. rankingu 06/2010
- Jaguar, USA[23]
- Nebulae, Chiny
- Roadrunner, USA
- Kraken XT5, USA
- JUGENE, Niemcy
Pierwsza piątka z 34. rankingu 11/2009
- Jaguar, USA[24]
- Roadrunner, USA
- Kraken XT5, USA
- JUGENE, Niemcy
- Tianhe-1 (Chiny)
Pierwsza dziesiątka z 33. rankingu
Legenda
- Pozycja – pozycja osiągnięta w rankingu TOP500,
- Rdzenie – liczba rdzeni, typy rdzeni
- Rok – rok produkcji lub ostatniej większej zmiany,
- Rmax – maksymalna wydajność osiągnięta w teście LINPACK (w TFLOPS-ach),
- Rpeak – teoretyczna wydajność szczytowa (w TFLOPS-ach).
- Moc – moc całego systemu mierzona w kilowatach (od 2008 roku)
Superkomputer – komputer znacznie przewyższający możliwościami powszechnie używane komputery, w szczególności dysponujący wielokrotnie większą mocą obliczeniową. Określenie pojawiło się w latach 60. XX w. w odniesieniu do komputerów produkowanych przez CDC i później przez przedsiębiorstwo Cray. Były one produkowane w dziesiątkach egzemplarzy i kosztowały po kilka milionów dolarów. Współcześnie większość superkomputerów to pojedyncze egzemplarze, zaprojektowane i wyprodukowane na zamówienie, zazwyczaj z seryjnie produkowanych procesorów i innych podzespołów. Koszty ich produkcji sięgają miliarda dolarów. Od czerwca 2020 roku najszybszym superkomputerem na świecie jest Fugaku, wybudowany w Japonii.
Postęp techniczny w dziedzinie informatyki powoduje, że każdy superkomputer staje się przestarzały w ciągu kilku lat i jego używanie przestaje być opłacalne. Maszyny zaliczane dwadzieścia lat temu do klasy superkomputerów miały wydajność porównywalną z dzisiejszymi urządzeniami przenośnymi. Przykładowo iPhone XS w teście LINPACK uzyskuje wynik 7,5 GFLOPS, co w 1993 roku stawiałoby go na 30 miejscu wśród najszybszych superkomputerów świata.
Superkomputery używane są głównie do przeprowadzania złożonych fizycznych symulacji, takich jak prognozowanie pogody, badania zmian klimatu, modelowanie reakcji chemicznych, badanie aerodynamiki samolotów czy badania procesów starzenia broni termojądrowej.
Porównywanie wydajności superkomputerów
Główną miarą wydajności obliczeniowej, stosowaną obecnie dla superkomputerów, jest liczba wykonywanych w ciągu sekundy operacji na liczbach zmiennoprzecinkowych w precyzji 64-bitowej (FLOPS). Podaje się ją często z odpowiednim przedrostkiem SI. Przykładowo teraflops („TFLOPS”) to 1012 FLOPS, a petaflops („PFLOPS”) to 1015 FLOPS. Mierzy się ją za pomocą odpowiednich testów wzorcowych. Najpopularniejszym takim testem jest LINPACK, mierzący szybkość rozwiązywania gęstych układów równań liniowych za pomocą metody Gaussa. Ponieważ wiele problemów stawianych superkomputerom daje się sprowadzić do rozwiązywania takich równań, test ten jest wygodną abstrakcją pomiaru efektywności w rozwiązywaniu takich problemów. Superkomputery uzyskujące najwyższe wyniki w tym teście są od 1993 roku publikowane na liście TOP500, aktualizowanej dwa razy w roku.
Inną miarą jest sprawność energetyczna superkomputera wyrażana w jednostkach FLOPS/wat, uwzględniająca zużycie prądu przez superkomputer. Najefektywniejsze według tej miary superkomputery z listy TOP500 są publikowane od 2007 roku na liście Green500.
Historia
Wykładniczy wzrost mocy obliczeniowej superkomputerów w latach 1993–2019 na podstawie strony top500.org. Na osi pionowej podana jest moc obliczeniowa w GFLOPS.
Suma mocy obliczeniowej 500 najszybszych superkomputerów
Najszybszy superkomputer na świecie
Superkomputer na 500 miejscu
CDC 6600 – najpotężniejszy komputer w latach 60. XX wieku
Cray-2 – napotężniejszy komputer w latach 80. XX wieku
Blue Gene – najpotężniejszy komputer w latach 2004–2008
Poniższa tabela przedstawia światowe rekordy szybkości dla komputerów ogólnego przeznaczenia i lata w których zostały ustanowione. Rekordy sprzed 1993 roku podane są na podstawie Computer History Museum, a od 1993 roku na podstawie listy TOP500.
Rok |
Superkomputer |
Szybkość
[a] |
Twórca i lokalizacja |
1938 |
Z1 |
1 OPS |
Konrad Zuse, Berlin, Niemcy |
1941 |
Z3 |
20 OPS |
Konrad Zuse, Berlin, Niemcy |
1943 |
Colossus 1 |
5 kOPS |
Post Office Research Station, Bletchley Park, Wielka Brytania |
1944 |
Colossus 2 (jednoprocesorowy) |
25 kOPS |
1946 |
Colossus 2 (wieloprocesorowy) |
50 kOPS |
1954 |
IBM NORC |
67 kOPS |
Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, Wirginia, USA |
1956 |
TX-0 |
83 kOPS |
MIT, Lexington, Massachusetts, USA |
1958 |
AN/FSQ-7 |
400 kOPS |
IBM, 25 lokalizacji w USA i 1 w Kanadzie (52 komputery) |
1960 |
UNIVAC LARC |
250 kFLOPS |
UNIVAC, Atomic Energy Commission
Lawrence Livermore National Laboratory, Kalifornia, USA |
1961 |
IBM 7030 Stretch |
1,2 MFLOPS |
Los Alamos National Laboratory, Nowy Meksyk, USA |
1964 |
CDC 6600 |
3 MFLOPS |
CDC, Lawrence Livermore National Laboratory, Kalifornia, USA |
1969 |
CDC 7600 |
36 MFLOPS |
1974 |
CDC STAR-100 |
100 MFLOPS |
1975 |
ILLIAC IV |
150 MFLOPS |
Burroughs, ARC, Kalifornia, USA |
1976 |
Cray-1 |
250 MFLOPS |
Cray, Los Alamos National Laboratory, Nowy Meksyk, USA
(+około 80 egzemplarzy na całym świecie) |
1981 |
CDC Cyber 205 |
400 MFLOPS |
CDC (około 40 egzemplarzy na całym świecie) |
1983 |
Cray X-MP/4 |
941 MFLOPS |
Cray, Departament Energii Stanów Zjednoczonych
Los Alamos National Laboratory |
1984 |
M-13 |
2,4 GFLOPS |
Moskwa, ZSRR |
1985 |
Cray-2/8 |
3,9 GFLOPS |
Cray, Lawrence Livermore National Laboratory, Kalifornia, USA |
1989 |
ETA10-G/8 |
10,3 GFLOPS |
Florida State University, Floryda, USA |
1990 |
SX-3/44R |
23,2 GFLOPS |
NEC Corporation, Fuchu Plant, Fuchū, Japonia |
1993 |
CM-5/1024 |
59,7 GFLOPS |
Thinking Machines, Los Alamos National Laboratory; NSA |
1993 |
Numerical Wind Tunnel |
124,5 GFLOPS |
Fujitsu, Tokio, Japonia |
1993 |
Intel Paragon XP/S 140 |
143,4 GFLOPS |
Intel, Sandia National Laboratories, Nowy Meksyk, USA |
1994 |
Numerical Wind Tunnel |
170,4 GFLOPS |
Fujitsu, Tokio, Japonia |
1996 |
SR2201/1024 |
220,4 GFLOPS |
Hitachi, Uniwersytet Tokijski, Japonia |
CP-PACS/2048 |
368,2 GFLOPS |
Hitachi, Tsukuba, Japonia |
1997 |
ASCI Red/9152 |
1,338 TFLOPS |
Intel, Sandia National Laboratories, Nowy Meksyk, USA |
1999 |
ASCI Red/9632 |
2,380 TFLOPS |
2000 |
ASCI White |
7,226 TFLOPS |
IBM, Lawrence Livermore National Laboratory, Kalifornia, USA |
2002 |
Earth Simulator |
35,86 TFLOPS |
NEC, Jokohama, Japonia |
2004 |
Blue Gene/L |
70,72 TFLOPS |
IBM, Departament Energii Stanów Zjednoczonych, Minnesota, USA |
2005[6] |
136,8 TFLOPS |
IBM, Lawrence Livermore National Laboratory, Kalifornia, USA |
280,6 TFLOPS |
2007 |
478,2 TFLOPS |
2008 |
Roadrunner |
1,026 PFLOPS |
IBM, Los Alamos National Laboratory, Nowy Meksyk, USA |
1,105 PFLOPS |
2009 |
Jaguar |
1,759 PFLOPS |
Cray, Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, USA |
2010 |
Tianhe-1A |
2,507 PFLOPS |
National Supercomputing Center, Tiencin, Chińska Republika Ludowa |
2011 |
K computer |
8,162 PFLOPS |
Fujitsu, Riken, Kobe, Japonia |
10,51 PFLOPS |
2012 |
Sequoia |
16,32 PFLOPS |
IBM, Lawrence Livermore National Laboratory, Kalifornia, USA |
Titan |
17,59 PFLOPS |
Cray, Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, USA |
2013 |
Tianhe-2 |
33,86 PFLOPS |
NUDT, Chińska Republika Ludowa |
2016 |
Sunway TaihuLight |
93,01 PFLOPS |
Wuxi, Chińska Republika Ludowa |
2018 |
Summit |
148,60 PFLOPS |
IBM, Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, USA |
2020 |
Fugaku |
415,53 PFLOPS |
Fujitsu, Riken, Kobe, Japonia |
2022 |
Frontier |
1,102.00 PFLOPS |
HPE Cray, Oak Ridge National Laboratory |
Planowane superkomputery
W marcu 2020 roku podpisano umowę na budowę ponad dwueksaflopsowego komputera, klientem jest Departament Energii USA. Wykonawcą urządzenia El Capitan będą Cray wraz z Hewlett Packard Enterprise i Advanced Micro Devices przy współpracy z Lawrence Livermore National Laboratory. El Capitan będzie służył do testowania broni termojądrowej i innych zbliżonych zadań.
Antycypowano, że przy obecnym postępie technicznym, pierwsze superkomputery o wydajności powyżej 1 eksaflopsa (1018, trylion FLOPS) powinny zostać zbudowane około 2019 roku[9][10]. Według Intel Corporation, obecny postęp techniczny w dziedzinie superkomputerów będzie zachowany przynajmniej do 2029 roku, kiedy powstaną komputery o szybkości zettaflopsów (1021, tryliard FLOPS).
©® GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA |