10 rzeczy, których nie wiesz o superkomputerach

Lista pięciuset najmocniejszych superkomputerów aktualizowana jest dwa razy w roku ? w czerwcu i listopadzie. Odpowiadają za nią trzy instytucje naukowe. Są nimi National Energy Research Scientific Computing Center, Uniwersytet Tennessee w Knoxville oraz niemiecki Uniwersytet w Mannheim. Listę superkomputerów można przejrzeć na stronie internetowej http://www.top500.org.

Ciekawostką jest to, iż pierwsza dziesiątka superkomputerów nie zmieniła się między czerwcem i listopadem 2011 roku. Stało się tak po raz pierwszy od kiedy tworzona jest lista, czyli od 1993 roku. Jest to w jednak w zasadzie tylko dzieło przypadku, gdyż jeszcze w tym roku, na pierwszym miejscu powinna się znaleźć inna maszyna.

Na pierwszym miejscu listy TOP 500 obecnie znajduje się "K computer" z japońskiego RIKEN Advanced Institute for Computational Science. Wyprodukowała go firma Fujitsu, która ukończyła jego budowę i montaż w 2011 roku. Całkowita moc obliczeniowa K computer to 10,51 petaFLOPSów. Jest to pierwszy komputer, który przekroczył barierę 10 petaFLOPSów.

Choć początkowo superkomputer był odrobinę słabszy, to rozbudowano go pod koniec roku 2011. Ostatecznie w maszynie znalazło się ponad 88 tysięcy ośmiordzeniowych procesorów. Wrażenie robi nie tylko moc maszyny, ale i związane z nią liczby. Do działania, potrzebuje ona kabli o całkowitej długości ponad tysiąca kilometrów, a nawet specjalnie zaprojektowanego piętra budynku, które pozbawiono jakichkolwiek filarów podtrzymujących sufit. Samo chłodzenie K computer zajmuje dwa piętra, a poprawnego funkcjonowania maszyny pilnują specjalne "nogi", które chronią ją przed trzęsieniami ziemi o mocy 6+ w siedmiostopniowej skali JMA stosowanej w Japonii.

Maszyna będzie pracowała przy badaniach meteorologicznych, medycznych czy nad prognozowaniem globalnych zmian klimatu.

Więcej na temat K computer przeczytać można na oficjalnej stronie internetowej japońskiego instytutu.

Superkomputery pożerają olbrzymie ilości energii elektrycznej. Wspomniany przed chwilą K computer zużywa aż 9,89 MW. Taka ilość prądu powinna wystarczyć do zasilenia blisko dziesięciu tysięcy domów. Koszt utrzymania tylko tego jednego superkomputera to mniej więcej dziesięć milionów dolarów rocznie.

Powstała nawet specjalna lista "ekologicznych" superkomputerów, będąca w zasadzie odpowiednikiem TOP 500. Green500 bierze pod uwagę energooszczędność tych maszyn. Ciekawostką jest w niej to, że pierwsze pięć miejsc na liście zajmują superkomputery IBM Blue Gene/Q. Zestawienie można znaleźć pod adresem http://www.green500.org/.

Każda maszyna tego typu zazwyczaj koncentruje się na jakimś konkretnym zadaniu. Da się jednak wskazać obszary zainteresowań naukowców, zadania, które na przestrzeni dekad wykonywały superkomputery. I tak, w latach siedemdziesiątych ubiegłego wieku służyły do tworzenia prognoz pogody i badań aerodynamicznych. W latach osiemdziesiątych zajmowały się analizami probabilistycznymi oraz modelowaniem osłon chroniących przed promieniowaniem.

Pod koniec ubiegłego wieku (lata dziewięćdziesiąte), superkomputery przeprowadzały symulacje wybuchów atomowych oraz łamały kody przy wykorzystaniu algorytmów siłowych tj. sprawdzały wszystkie możliwe kombinacje, a nie poszukiwały klucza i nie zajmowały się analizą szyfrów. W XXI w. zaczęły natomiast pracę nad dynamiką molekularną i zachowaniem neuronów.

Nie jest zapewne zaskoczeniem to, że największa liczba superkomputerów (dane za listopad 2011) znajduje się w Stanach Zjednoczonych. Amerykanie posiadają aż 263 maszyny z listy TOP 500 (52,6%). Na drugim miejscu znalazły się Chiny z  74 superkomputerami (14,8%), a na trzecim Japonia z trzydziestoma (6%). Kolejne miejsca zajmuje Wielka Brytania, która ma 27 superkomputerów (5,4%), Francja z 23 (4,6%) oraz Niemcy z 20 (4%).

Choć liczba wydaje się niewielka, to i tak możemy być zadowoleni z udziału rodzimych maszyn  na liście TOP 500. Polska posiada ich 1,2%. Niby jest ich niewiele, ale za chwilę udowodnimy, że Polacy naprawdę nie mają się czego wstydzić.

Na to pytanie odpowiedź jest bardzo prosta. Największą liczbę superkomputerów z listy TOP 500 wyprodukowała firma IBM, która jest wyraźnym liderem tej części rynku. Amerykanie stworzyli aż 44,6% maszyn znajdujących się w zestawieniu.

Niektórych zaskoczy natomiast druga pozycja, na której znajduje się równie popularna firma Hewlett-Packard. Jej superkomputery mają 28,2% udziału w liście TOP 500. Pierwszą trójkę zamyka kultowa firma Cray z 5,4% udziałem.

Na oficjalnej liście pięciuset najszybszych superkomputerów znajduje się aż (lub tylko) sześć maszyn z naszego kraju. Najmocniejszym z nich jest Zeus, który znajduje się na 88 miejscu, co z całą pewnością zasługuje na słowa uznania. Kolejne maszyny są już znacznie niżej w rankingu i okupują miejsca 279, 296, 298, 348 360.

Zeus zainstalowany jest w Akademickim Centrum Komputerowym Cyfronet na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Osiąga moc 129 teraFLOPSów. Działa pod kontrolą systemu operacyjnego Scientific Linux.

Co ciekawe, na przedostatnim z wymienionych miejsc znajduje się superkomputer firmy, którą zapewne wszyscy znamy ? Allegro. Interesujące jest także to, iż trzy z sześciu rodzimych superkomputerów to maszyny Hewlett-Packard. Zaufanie Polaków do firmy wydaje się być uzasadnione, gdyż jak wspominaliśmy przed chwilą, jest ona drugim największym producentem tego typu maszyn z listy TOP 500.