Japończycy zbudowali najszybszy superkomputer świata. Ma pomóc w rozwiązaniu wyzwań dotyczących m.in. COVID-19

Od lat firmy technologiczne konkurują ze sobą na rynku superkomputerów. Konstruują coraz to wydajniejsze maszyny, które mają sprawniej i szybciej przeprowadzać skomplikowane operacje matematyczne na potrzeby nauk biologicznych, fizycznych czy astronomicznych. Zwieńczeniem starań inżynierów jest coroczny ranking TOP500 kategoryzujący najszybsze komputery świata. W 55. edycji na szczyt listy trafiła japońska maszyna Fugaku, deklasując dotychczasowego lidera, superkomputer Summit od firmy IBM.

– Dziesięć lat po zaproponowaniu początkowej koncepcji i sześć lat po oficjalnym rozpoczęciu projektu Fugaku jest już prawie ukończone. Superkomputer został opracowany zgodnie z ideą osiągnięcia wysokiej wydajności w różnych aplikacjach o dużym znaczeniu społecznym, takich jak osiągnięcia Społeczności 5.0. Cieszymy się, że okazał się znakomity we wszystkich głównych testach superkomputerowych – mówi Satoshi Matsuoka, dyrektor Centrum Nauk Obliczeniowych Riken (R-CCS).

Fugaku oparto na 48-rdzeniowym układzie Fujitsu A64FX SoC i jest to pierwsza maszyna wykonana w architekturze ARM, która wspięła się na szczyt listy najwydajniejszych superkomputerów świata. W testach High Performance Linpack urządzenie osiągnęło wynik rzędu 415,5 petaflopsów, 2,8-krotnie wyższy niż dotychczasowy lider, Summit IBM. Szczytowa wydajność Fugaku jest jeszcze wyższa – w teorii superkomputer może osiągnąć moc jednego eksaflopsa.

– Oprócz wykorzystania go jako superkomputera mam nadzieję, że opracowana dla niego najnowocześniejsza technologia informatyczna przyczyni się do znacznych postępów w trudnych wyzwaniach społecznych, takich jak SARS-CoV-2 – wskazuje Satoshi Matsuoka.

Choć Fugaku ma osiągnąć pełną moc obliczeniową dopiero w przyszłym roku, prawdopodobnie nie utrzyma zbyt długo swojego rekordu. W niedalekiej przyszłości na szczycie listy TOP500 mogą zadebiutować komputery oparte na procesorach AMD Epyc, które mogą zdominować ten ranking. Pierwszą maszyną, która spróbuje pobić rekord Fugaku, będzie superkomputer Frontier opracowany przez inżynierów AMD oraz Cray. Według wstępnych założeń maszyna pojawi się na rynku w 2021 roku i będzie pracować przy wydajności rzędu 1,5 eksaflopsa.

Dwa lata później poprzeczkę wydajnościową ma podnieść El Capitan pracujący na podzespołach Epyc Genoa i Radeon Instinct. Superkomputer powstanie na zamówienie amerykańskiej Narodowej Agencji Bezpieczeństwa Jądrowego i ma sprawdzić się w roli narzędzia do przeprowadzania symulowanych reakcji jądrowych. Wstępne plany zakładają, że El Capitan rozpocznie funkcjonowanie w 2023 roku i będzie w stanie przetwarzać dane z wydajnością ok. 2 eksaflopsów.

Warto zauważyć, że granicę 2 eksaflopsów już teraz udało się przekroczyć dzięki wirtualnemu superkomputerowi Folding@home. Ta platforma naukowa wykorzystywana m.in. do badań nad pozyskaniem leku na COVID-19 odchodzi od idei tworzenia zintegrowanej jednostki i stawia na działania rozproszone. Sieć działa w formie chmury obliczeniowej, do której mogą dołączyć się użytkownicy przemysłowi i domowi z całego świata, łącząc moc wielu komputerów w jeden, wysoce wydajny wirtualny komputer. Obecnie Folding@home może pochwalić się mocą obliczeniową rzędu 2,4 eksaflopsów.

Obecnie to jednak ARM króluje w segmencie superkomputerów. Dobra passa amerykańskiego producenta obejmuje również procesory konsumenckie. Apple właśnie ogłosiło przejście z układów Intela na procesory własnej produkcji, oparte właśnie na architekturze ARM. Transformacja ma potrwać dwa lata. ARM jest już także szeroko wykorzystywany w smartfonach, co wskazuje na wszechstronność platformy.

– Fugaku wskazuje na radykalną zmianę w rodzaju obliczeń tradycyjnie stosowanych w superkomputerach i jest dowodem innowacyjności, która może nastąpić w przypadku elastycznych rozwiązań obliczeniowych napędzanych silnym ekosystemem. W przypadku ARM to osiągnięcie pokazuje energooszczędność, wydajność i skalowalność naszej platformy obliczeniowej, która obecnie obejmuje zarówno smartfony, jak i najszybszy superkomputer na świecie – mówi Rene Haas, prezes IP Group w ARM.

Według firmy badawczej Technavio globalny rynek superkomputerów do 2024 roku ma się rozwijać w tempie 28 proc. w skali roku.