Можуть змінити хід війни та розробити ліки проти ковіду: що таке суперкомп’ютери та на що вони здатні

В наш час нікого не здивуєш наявністю комп’ютера вдома або на работі. Проте існують суперкомп’ютери – надпотужні обчислювальні машини, які виконують трильйони операцій в секунду.

Вони дозволяють створити вакцину від коронавірусу, робити нові наукові дослідження або навіть змінити хід війни. Тож що це за надмашини й де саме їх використовують, розібрали разом з експертами дата-центру GigaCenter.

Що таке суперкомп’ютер

Суперкомп’ютер виконує ту ж саму функцію зберігання та обробки інформації, але в зовсім інших масштабах. На відміну від традиційних комп’ютерів, вони містять більш ніж один центральний процесор (CPU). Ці процесори згруповані в обчислювальні вузли, які інколи можуть сягати позначки десятків тисяч. Завдяки цьому вони здійснюють операції у мільйони разів швидше, ніж традиційний ноутбук чи ПК.

До появи суперкомп’ютерів швидкість вимірювалася в IPS – Instructions per second, тобто кількість виконаних інструкцій за секунду. Сьогодні використовують нову одиницю – FLOPS, тобто кількість операцій з рухомою комою на секунду. Чим вище це число, тим комп’ютер потужніший.

Першим суперкомп’ютером світу вважають машину ENIAC. Це електронний цифровий обчислювач, який створили у 1946 році. Він був розміром з величезну кімнату, а вага становила 27 тонн. На його створення витратили близько півмільйона доларів.

ENIAC була створена в військових цілях. ЇЇ використовували для шифрування та розшифрування секретних військових повідомлень, що дозволило змінити хід Другої світової війни.

Для чого використовують суперкомп’ютер сьогодні

Найкращі суперкомп’ютери заповнюють цілі кімнати, коштують мільйони та працюють у тисячі разів швидше, ніж ваш домашній комп’ютер. Вони зазвичай використовуються для вирішення складних наукових завдань, пов’язаних із великою кількістю математичних операцій.

З їх допомогою фахівці прогнозують погоду, моделюють поведінку людського мозку та проєктують аерокосмічні транспортні засоби. Деякі з них використовуються для перевірки стійкості методів шифрування, прогнозування зміни клімату і навіть для розуміння Великого вибуху на початку Всесвіту.

Також суперкомп`ютери застосовують в медицині: у моделюванні поширення грипу, винайдення ліків проти раку та інших хвороб.

У 2022 році суперкомп’ютер IBM Summit в Національній лабораторії Оук-Ридж в Теннессі виявив 77 лікарських сполук для боротьби із коронавірусом.

Де знаходяться найшвидші суперкомп’ютери

Рейтинг найпотужніших суперкомп’ютерів світу ведеться з 1992 року. Третина найпотужніших обчислювальних машин зі списку топ-500 розташовані в Китаї.

Але за сумарною обчислювальною потужністю лідирує США – більш ніж половина машин зі списку.

На третьому місці – Японія, яка володіє 7% надмашин зі списку. За нею слідує Німеччина, Франція, Канада та Великобританія.

Суперкомп’ютери також є в Україні. Як правило вони знаходяться в університетах та дослідних інститутах.

Найкращі суперкомп’ютери 2023 року

У світі існує спеціалізований проєкт зі складання рейтингу 500 найвідоміших суспільно-наукових систем світу під назвою «топ-500». Він був створений у 1993 році та актуалізується двічі на рік.

Так згідно з рейтингом 2023 року перше місце посідає обчислювальна машина Frontier, США.

Суперкомп’ютер Frontier – екзафлопний. Це означає, що він виконує близько квінтильйона (10^18) обчислень за секунду. Для порівняння айфон 16 виконує у мільйон разів менше операцій – 4 трлн (10^12).

Друге місце посідає Фугаку, Японія. Fugaku належить відомій японській корпорації Fujitsu. Фахівці компанії створили його задля розв’язання таких глобальних екологічних проблем на кшталт змін клімату.

Всередині машини близько 7,5 млн ядер, що надає можливість виконувати 442 квадрильйона (10^15) обчислень в секунду.

Вартість обчислювальної машини – більш ніж $1 млрд, а загальна вага – 700 тонн. Для порівняння стільки важать 350 машин Tesla.

На третьому місці – суперкомп’ютер LUMI, Фінляндія. Це найшвидший та найбільш енергоефективний суперкомп’ютер у Європі, а також третій за швидкістю у світі. Створили його завдяки консорціуму десяти європейських країн: Фінляндії, Бельгії, Чехії, Данії, Естонії, Ісландії, Норвегії, Польщі, Швеції та Швейцарії.

Всередині LUMI понад 1 млн ядер центрального процесора, а загальна потужність сягає 151,9 петафлопса. Його розробка вартувала $144 млн.