По данным авторов препринта, система собрана из 20 480 вычислительных узлов. В каждом процессоре LX2 — две кристаллические пластины с 304 ядрами суммарно, восемь стеков HBM общим объёмом 32 ГБ и 128 ГБ DDR-памяти. Связь между узлами обеспечивает собственная сеть LingQi компании Hangzhou LingQi Technology.

• LineShine возглавил TOP500 с результатом 2,198 эксафлопс в тесте Linpack.
• Система использует только отечественные китайские процессоры LX2 на базе Armv9.
• В конфигурации нет процессоров Nvidia, Intel или AMD.
• Теоретический пик — 2,736 эксафлопс, в тестах достигнуто около 80 %.
• Машина работает под управлением ОС KylinOS на базе Linux.

Процессоры LX2 используют лицензируемые ядра Armv9, поэтому полностью «вакуумной» разработкой система не является — в этом можно усмотреть и вклад британской Arm. Тем не менее вычислительные кристаллы, межсоединения и программный стек создавались в Китае. Машина работает под KylinOS — дистрибутивом Linux с открытым исходным кодом и международными контрибьюторами.

Технические характеристики

В документе указано, что каждый процессор LX2 выдаёт до 60,3 терафлопс в FP64 и 120,6 терафлопс в FP32 благодаря блокам SME и SVE. Узлы связаны через сеть LingQi с топологией dual-plane multi-rail fat-tree и пропускной способностью 1,6 Тбит/с на узел. Важный нюанс: это первая система в TOP500, которая преодолела порог в два эксафлопса устойчивой двойной точности, используя только центральные процессоры.

Почему это важно

Результат LineShine совпадает с курсом Пекина на импортозамещение в сфере высокопроизводительных вычислений и ИИ. Китай активно сокращает зависимость от западных полупроводников, особенно после ограничений на поставку GPU в страну. Лидерство в TOP500 даёт аргумент в пользу политики технологического суверенитета, хотя GPU-отрасль КНР пока отстаёт от Nvidia и AMD примерно на четыре-пять лет.

Выводы

LineShine стала первой системой в TOP500, которая превысила два эксафлопса устойчивой двойной точности, используя только CPU.

Для индустрии HPC это сигнал о том, что китайская экосистема процессоров и межсоединений вышла на новый уровень. Пока рано говорить о глобальном доминировании, но лидерство в TOP500 без американских чипов — веха, которую будут учитывать и политики, и инженеры при планировании следующих поколений суперкомпьютеров.

Источник: Chinese supercomputer using local processors heads TOP500 list — The Register.

Tunnel Falls не такой мощный, как квантовые компьютеры технологических гигантов: у процессора от Intel всего 12 кубитов, когда у Google Sycamore — 53 кубита. Свою разработку Google уже назвали достижением квантового превосходства.

Также утверждается, что 12 кубитов — это меньшая мощность, чем у современного ноутбука, скорость которого равно приблизительно 15 кубитам.

Несмотря на относительно малую мощность, создание Tunnel Falls — важный шаг к увеличению доступности квантовых компьютеров.

В этой статье мы попытаемся объяснить, как работают квантовые процессоры и зачем компании занимаются их развитием, даже если те порой слабее современного железа.

Мы не будем приводить в качестве примеров сложные физические формулы или математические расчёты. Вместо этого мы расскажем о сложном принципе работы квантовых компьютеров самым простым языком с помощью понятных аналогий. Словом, мы постараемся объяснить сложные вещи так, чтобы их смог понять даже школьник.

Принцип работы квантового процессора в общих чертах

Квантовые процессоры работают на основе принципов квантовой механики, которая описывает поведение частиц на очень малых масштабах, таких как атомы и элементарные частицы.

Основной единицей информации в квантовых процессорах является кубит — аналог классического бита. В то время как классический бит может принимать значения 0 или 1, кубит может находиться в состоянии, называемом “суперпозицией”, где он равен как 0, так и 1 одновременно.

Квантовые процессоры используют такие явления, как квантовая суперпозиция и квантовая запутанность, чтобы обработать и хранить информацию эффективнее, чем классические процессоры.

Однако у квантовых процессоров есть особенности, которые нужно учитывать при разработке и использовании. Например, они подвержены феномену, называемому квантовым декогеренцированием, которое может приводить к потере информации.

Исходя из этого определения, нам предстоит разобраться в таких понятиях, как:

1. Кубит.
2. Квантовая суперпозиция.
3. Квантовая запутанность.
4. Квантовое декогеренцирование.

Что такое кубит

Кубит (от англ. quantum bit) — это основная единица информации в квантовых процессорах и квантовых вычислениях.

Кубит — это система, которая может быть представлена квантовой точкой, атомом, молекулой, сверхпроводником, частицой света. Если в обычном компьютере значение бита — 0 или 1 — определяется отсутствием или наличием электричества, то в квантовом компьютере всё зависит от поведения частиц.

Главное отличие кубита от обычного бита в том, что значение первого может быть одновременно и 0, и 1. Это одновременное существование двух полярных значений и есть суперпозиция.

Если представить, что частицей была бы Земля, то Северный полюс мог бы быть нулём, а Южный полюс — единицей. Использование полярности здесь — это условность, которая помогает нам использовать кубиты для вычислений.

UPD: в комментариях к статье пользователь Дэн Кондратьев справедливо отметил, что кубит — это двухуровневая квантовая система, где эти два уровня обычно являются состояниями одной частицы (например, фотона, электрона или атома).

Например, если использовать в качестве квантовой системы электрон, то кубитом может быть:

• спин электрона;
• его присутствие/отсутствие.

Если использовать в качестве квантовой системы переход Джозефсона (Josephson junction), то кубитом может являться:

• направление тока;
• энергетический уровень.

Кубит — это двухуровневые состояния какой-либо системы, и абсолютно необязательно, чтобы система была одной частицей. Далее в статье описываются квантовые эффекты на примере одной частицы, потому что так легче представить квантовую систему.

Что такое квантовая суперпозиция

Как открыли суперпозицию

Феномен суперпозиции открыл учёный Томас Юнг в начале XIX века. Он провёл эксперимент, в ходе которого пропускал частицы света сквозь непрозрачную доску, в которой находились две крохотные щели. Юнг пытался проверить, как будут вести себя частицы, для чего установил экран позади доски с щелями, который показывал поведение частиц.

Сперва Юнг поочередно закрывал щели так, чтобы частицы проходили только через одну из них. Как и следовало ожидать, частицы проходили через одну доступную щель и оставляли следы на экране в виде одной тонкой полоски.

После этого Юнг открыл для частиц света обе щели. Он ожидал, что частицы станут проходить через них, а на экране появится две полоски. Внезапно учёный обнаружил, что на экране появилось целое множество полосок. Увидев это, Юнг предположил: одна частица света проходит через две щели одновременно.

Подобные эксперименты проводили в течение всего ХХ века и продолжают проводить даже сегодня, но уже не со светом, а с электронами и плазмонами.

Свойство частиц находиться одновременно во всех состояниях и называется суперпозицией. Оно активно используется в квантовых вычислениях, которые основаны на кубитах с частицами.

Чем полезна суперпозиция в квантовых процессорах

Особенность суперпозиции квантовых частиц принимать все доступные значения в один момент времени позволяет значительно ускорить работу процессоров.

Теперь им не нужно раз за разом перебирать последовательности нулей и единиц, чтобы найти верное решение поставленной задачи. Эти последовательности уже существуют здесь и сейчас.

Именно поэтому квантовые компьютеры работают быстрее обычных. Выше мы писали о Google Sycamore — она справилась со сложнейшими вычислениями за 200 секунд. На выполнение той же задачи у суперкомпьютера IBM ушло бы 10 000 лет.

Как кубит может принимать все значения разом

Вы можете спросить: как так вышло, что в предыдущем параграфе кубит принимает значения 0 и 1 одновременно, а в этом — одновременно все возможные состояния, которые могут находиться и на промежутке от 0 до 1?

Это справедливое замечание. Дело в том, что у частиц есть ещё одно примечательное свойство: они находятся в состоянии суперпозиции до тех пор, пока не окажутся под наблюдением, но как только кто-то начинает наблюдать их, они принимают полярное значение в множестве возможных — либо 0, либо 1.

Всё зависит от того, к какому полярному значению частица находится ближе до того момента, как к ней обратились.

Что такое квантовая запутанность

Квантовая запутанность (quantum entanglement) — это фундаментальное явление в квантовой механике, когда два или более кубита (или другие квантовые системы) становятся так плотно связанными, что состояние одного кубита немедленно влияет на состояние другого, независимо от расстояния между ними.

Грубо говоря, это большой часовой механизм, который состоит из кубитов, как из шестерёнок. Если повернуть одну шестерёнку, неизменно повернётся другая. Если изменить состояние одного кубита, это непременно повлияет на состояние другого.

В квантовых процессорах находятся несколько кубитов. К примеру, в 2022 году IBM представила компьютер с 433 кубитами. Поскольку они взаимодействуют между собой, возникает эффект совместной суперпозиции.

Каждая частица в квантовом процессоре находится в суперпозиции, но теперь её значение в момент наблюдения зависит ещё и от другой частицы, с которой она взаимодействует.

Это — огромный калейдоскоп, в котором до того момента, как в него посмотрит человек, одновременно выстраиваются все возможные узоры во всех вероятных положениях цветных стёклышек.

Соответственно, вычислить, существует ли узор Х из многочисленных последовательностей стёкол, теперь можно гораздо быстрее и проще, чем если крутить футляр калейдоскопа до тех пор, пока не найдётся искомый результат.

Что такое квантовое декогеренцирование

Итак, мы знаем, что кубит находится в суперпозиции до тех пор, пока не измерить его значение. Во время наблюдения кубит принимает полярные значения — условные 0 или 1. При этом частицы изменяют своё поведение в зависимости от других частиц.

Но ведь мир состоит из этих частиц, верно? К примеру, на состояние кубита могут повлиять частицы света вокруг него, а также окружающие его молекулы и атомы.

Именно эта проблема и называется декогеренцированием. Она актуальна, и учёные ещё не нашли простого способа снизить её эффект на кубиты.

У неё есть два самых известных решения: снизить температуру кубита до абсолютного нуля и окружить кубит суперпроводником, который защищает частицу от внешнего влияния.

Именно из-за декогеренцирования квантовые компьютеры ещё не стали повсеместными: кубиты требуют “сверхстерильных” условий, которые нельзя поддерживать в домашнем квантовом ПК. Во всяком случае, пока что.

Зачем разрабатывать квантовые процессоры

Несмотря на то, что квантовые вычисления могут быть ошибочными, а поддерживать кубиты стабильными — непростая задача, которую ещё предстоит решить, есть несколько причин, по которым технологию не оставили:

1. Современные компьютеры ограничены в возможностях, а квантовые — нет. Даже сегодня суперкомпьютеры могут тратить десятки тысяч лет на решение сложнейших задач, когда квантовый компьютер может решить её за секунды. Некоторые из таких задач включают факторизацию больших чисел, оптимизацию, моделирование сложных систем и анализ больших данных.
2. Квантовые компьютеры помогают лучше понимать мир. Хотя нам кажется, что человечество достигло небывалых высот за последние 50 лет, в действительности мы мало знаем о частицах, их природе и физике. Как бы это ни было парадоксально, строительство квантовых компьютеров помогает изучить квантовую физику.
3. Квантовые алгоритмы могут изменить существующие методы шифрования и дешифровки данных. С одной стороны, они могут предложить криптографические методы, устойчивые к взлому с использованием квантовых алгоритмов. С другой стороны, квантовые процессоры могут быть использованы для взлома существующих классических криптографических методов.

Заключение

Квантовая физика — довольно неизвестная человечеству область, а квантовые ПК читатели этой статьи вряд ли застанут: скорее, работать с ними будут наши правнуки. Однако мы надеемся, что после прочтения вы стали лучше понимать, как будет устроено будущее.

Конечно, в этой статье опущена масса важных деталей, но её цель — объяснить принцип работы квантовых компьютеров в общих чертах тем, кто давно хотел разобраться в теме, но та казалась слишком сложной.

Если в статье упущено что-либо, что на ваш взгляд непременно стоило в неё включить, напишите об в комментариях. Также пишите, если вам кажется, что некоторые аспекты можно было объяснить ещё проще. ?

Представители технологического гиганта заявили, что суперкомпьютер обладает производительностью почти в 4 экзафлопс. Ожидается, что ею воспользуются более 7 тыс исследователей.

Отметим, что уже сейчас известно о планах учёных использовать более 20 приложений, созданных для решения задач по астрофизике, климатологии и прочих областей. Одним из проектов, который запустят на Perlmutter — это создание самой большой на сегодняшний день 3D-карты видимой Вселенной.

По словам учёных, задачи, которые раньше занимали бы недели или месяцы, с помощью нового суперкомпьютера могут быть решены всего за несколько дней.

Сообщается, что новинка поддерживает популярные инструменты, в том числе OpenMP и прочие популярные модели программирования, поддерживаемые NVIDIA HPC SDK.

Источник: SlashGear

На задачу, которая силами Google Sycamore решалась за 3 минуты и 20 секунд, система из 60 видеокарт NVIDIA потратила около 5 дней, пишет South China Morning Post. Это заметно быстрее, чем «10 000 лет», о которых ранее заявляла сама Google.

Учёные из Китая использовали видеокарты, основанные на графических процессорах V100 и A100. По словам представителей исследовательской группы, эксперимент проводился с целью показать — суперкомпьютеры далеко не во всех случаях лучший инструмент. Очень часто умение использовать имеющиеся средства важнее вычислительных мощностей.

В 2019 году Google заявила о достижении её компьютером Sycamore квантового превосходства, впервые в истории. Тогда сообщалось о том, что разработка поискового гиганта за 200 секунд выполнила задачу, на решение у которой у самого мощного суперкомпьютера ушло бы около 10 000 лет.

Источник: South China Morning Post

Специалисты по кибербезопасности выяснили, что вредоносное ПО, заражая устройство, предоставляет злоумышленникам ряд доступов. В том числе удалённые доступы к файловой системе, запуску терминальных сеансов. Также Kobalos может установить прокси-соединение с другими серверами, которые были заражены вирусом ранее.

По данным ESET, от нового вируса уже успели пострадать научно-исследовательские и университетские сети Европы. В числе жертв оказались крупный интернет-провайдер одной из азиатских стран и несколько серверов в США (частных и правительственных).

Как минимизировать шанс заражения Kobalos?

Специалисты антивирусной компании предложили воспользоваться двухфакторной аутентификацию для установки соединения с SSH-серверами.

Источник: Блог ESET

Устройство, которое являются частью линейки SpinQ, стоит 5000 долларов или 378 тыс рублей, пишет Discover Magazine. Учитывая, что предыдущая модель компании стоила 50 000 долларов, а обычно квантовые компьютеры и вовсе оценивают в десятки миллионов долларов, стоимость новинки очень и очень низкая.

Мощность вычислительной машины составляет 2 кубита. Для сравнения, компьютер D-Wave, стоимостью 10 млн долларов, выдаёт 50 кубитов мощности вычислений.

В основу новинки от SpinQ Technology легла технология ядерного магнитного резонанса. Именно это позволило сделать её дешевле и легче аналогичных устройств на рынке.

Старт продаж квантового компьютера SpinQ запланирован на четвёртый квартал 2021 года.

Источник: Discover Magazine

Что интересно, в новой «станции» установлено всего четыре видеоадаптера, но зато теперь у пользователей на выбор есть не только вариант с 40 ГБ памяти, но и версия с 80 ГБ на каждой видеокарте. При этом для некоторых клиентов NVIDIA готова предоставить DGX Station A100 с 640 ГБ видеопамяти.

Для каких целей используются такие мощности?

Сама компания-производитель заявляет, что новинка предназначена для науки и бизнеса, а также для тех компаний, которые занимаются обработкой огромных массивов данных.

В чём особенность решения NVIDIA?

По словам представителей компании, DGX Station A100 предлагает всем желающим «производительность центра обработки данных без центра обработки данных». Так, если прочие подобные решения требуют дорогую систему охлаждения как у ЦОД, то станции NVIDIA ничего подобного не нужно — ей достаточно всего лишь обыкновенной розетки.

Отметим, что официальная цена DGX Station A100 неизвестна, но ту же DGX A100 компания продавала за 199 тыс долларов.

С помощью Christofari «Сбербанк» будет проводить исследования, развивать собственные продукты. С 12 декабря его сможет арендовать любая другая компания.

Создавать суперкомпьютер «Сбербанку» помогала NVIDIA: оборудованием, софтом, советом. Во сколько обошлась разработка, компания не говорит. Эксперты предполагают, что в 15−20 миллионов долларов.

Зачем он нужен?

Суперкомпьютер позволит быстрее решать задачи, связанные с машинным обучением. «Тинькофф» хочет с его помощью тренировать нейросети на данных, собранных за 13 лет работы. Например, обучать системы распознавания, синтеза речи, обработки естественного языка или решать задачи из области оптимизации или предикативной аналитики.

Turing является самым крупным прорывом NVIDIA за десятилетие. Эта архитектура позволила объединить шейдеры, трассировку лучей и глубокое обучение в единой архитектуре GPU. Выпуск T-Rex (кодовое название TITAN RTX) предоставляет мощь архитектуры Turing миллионам самых требовательных пользователей — разработчикам, ученым и создателям контента.

Характеристики видеокарты

Графический процессор TITAN RTX сочетает в себе высокие вычислительные возможности для искусственного интеллекта, графику с трассировкой лучей в реальном времени, виртуальную реальность нового поколения и HPC-приложения. Под капотом у видеокарты:

• 576 тензорных ядер с поддержкой смешанной точности вычислений производительностью в 130 терафлопс в операциях глубокого обучения;
• 72 RT-ядра для трассировки лучей в реальном времени со скоростью до 11 гигалучей в секунду;
• 24 гигабайта видеопамяти GDDR6 с полосой пропускания 672 гигабайта в секунду;
• шина NVLink для объединения двух TITAN RTX в одной системе с пропускной способностью в 100 гигабайт в секунду;
• порт VirtualLink для подключения VR-устройств.

Видеокарта превращает ПК в суперкомпьютер для разработчиков в области ИИ. Она обеспечивает ещё более быстрое обучение нейронных сетей, работая с операциями FP32, FP16, INT8 и INT4. Также TITAN RTX использует open source библиотеки RAPIDS, позволяющие ускорить анализ данных.

Приобретение видеокарты

Графический процессор TITAN RTX будет доступен в США уже в декабре по цене в 2499 $. В России видеокарта поступит в продажу приблизительно в январе 2019 года, розничная цена в онлайн-магазине NVIDIA составит 221 990 рублей.

В августе 2018 года NVIDIA представила линейку игровых видеокарт GeForce RTX, использующих технологию трассировки лучей.

Особенности конструкции

Новый суперкомпьютер использует систему погружного жидкостного охлаждения модулей, что позволяют разместить его в автомобильных кузовах-контейнерах или в помещениях, которые изначально не предназначены для этого. Также система охлаждения не создаёт излишнего шума, защищена от протечек, пыли и пожара.

Наш суперкомпьютер имеет самую широкую сферу применения, в том числе в космической отрасли. Например, он может использоваться для автоматического распознавания объектов при спутниковой съемке, моделирования космических летательных аппаратов и оценки состояния их бортовых систем.Олег Евтушенко, исполнительный директор «Ростеха»

Другие спецификации компьютера пока не уточняются. Также остаётся неизвестной дата возможного выхода на рынок.

Применение суперкомпьютеров

Подобные устройства могут использоваться в робототехнике, вычислений в области искусственного интеллекта, нейросетей глубинного обучения и других подобных задачах.

В ноябре 2018 года стало известно о проекте суперкомпьютера стоимостью более 1 млрд рублей на базе отечественного процессора «Эльбрус».

Суперкомпьютер на «Эльбрусе»

На процессорах «Эльбрус» ранее работали только небольшие суперкомпьютеры. Новый большой аппарат, возможно, войдёт в рейтинг TOP500, в котором сейчас всего три машины, произведённых российской компанией «Т-Платформа». Представители компании МЦСТ, выпускающей процессоры, отказались от комментариев, но отметили, что процессоры «Эльбрус» достигли производительности, которая позволяет использовать их для суперкомпьютеров.

Потребность в отечественных суперкомпьютерах назрела. Гендиректор Acer в России Дмитрий Кравченко заметил, что отечественный процессор и прочая элементная база — основа кибербезопасности страны. Сергей Левашов, руководитель центра бизнес-анализа, считает, что в боевых условиях придётся производить огромное количество вычислений при обработке видео-, аудио- и сенсорных данных.

«Эльбрус» используют в масштабных проектах не впервые. В сентябре 2018 года Национальная техническая инициатива (НТИ) решила создать на базе процессоров «Эльбрус» линейку компьютеров, сетевое оборудование и программное обеспечение, которые невозможно взломать.

Подробнее о новой разработке «Ростеха»

«Ангара» второго поколения позволит научным лабораториям или предприятиям объединять от нескольких десятков до тысяч компьютеров в одну суперкомпьютерную сеть посредством медных или оптических кабелей. При этом, утверждают ученые, задержка при передаче информации между узлами составит всего 0,85 мкс. Произвести подключение сети сможет любой подготовленный пользователь.

Сферы применения

Коммуникационная сеть «Ангара» может применяться для сложных высокопроизводительных расчетов, например научных исследований, обучения сложных нейронных сетей, обработки больших массивов данных в небольших научных лабораториях, конструкторских бюро и предприятиях без использования услуг дорогостоящих суперкомпьютеров.

Кроме того, авторы разработки говорят, что она может применяться во встраиваемых вычислительных системах на борту авиационных комплексов благодаря высокой отказоустойчивости.

Директор по коммуникациям «Ростеха» Екатерина Баранова надеется, что их разработка даст толчок развитию высокопроизводительных компьютерных технологий в стране. Известно, что сейчас в России находится всего 3 % суперкомпьютерных систем от общемирового количества.

В конце июня 2018 года был опубликован 51-й выпуск рейтинга 500 самых производительных компьютеров. Список возглавил кластер Summit от IBM под управлением Red Hat Enterprise Linux на 4356 серверах.

Технические характеристики

Blue Brain 5 базируется на суперкомпьютере HPE SGI 8600, комплектуется процессорами Intel Xeon Gold 6140 и Intel Xeon Phi 7230, а также графическими ускорителями NVIDIA Tesla V100. В компьютере есть четыре конфигурации для вычислительных задач, а также возможность установить подсистемы для глубокого обучения и визуализации.

Использование

С помощью Blue Brain 5 исследователи собираются к 2020 году изучить все области мозга мыши. По словам ученых, это непростая задача, поскольку серое вещество даже самых маленьких млекопитающих представляет собой сложную сеть нервных клеток и биоэлектрической активности.

Моделирование отдельного нейрона в Blue Brain 5 приводит к примерно 20 тысячам обычных дифференциальных уравнений. При моделировании целых областей мозга это число доходит до 100 миллиардов уравнений, которые нужно решать одновременно. HPE помогает нам ориентироваться в сложном технологическом ландшафте в супервычислениях.

Создатели системы надеются, что моделирование работы мозга поможет найти эффективные пути борьбы с такими тяжелыми расстройствами, как болезни Паркинсона и Альцгеймера.

В июне 2018 года был опубликован 51-й выпуск рейтинга 500 самых высокопроизводительных компьютеров. Список возглавил кластер Summit от IBM под управлением Red Hat Enterprise Linux на 4356 серверах.

Второе и третье места в топ-500

Лидер прошлого рейтинга китайский кластер Sunway TaihuLight с мощностью в 93 петафлопс оказался на втором месте. Суперкомпьютер использует более 10,5 миллионов процессорных ядер и работает под управлением собственной ОС Sunway Raise OS 2.0.5 на базе Linux.

Третье место занял американский кластер Sierra с производительностью 71 петафлопс. На четвертом месте закрепилась китайская система Tianhe-2A с мощностью 61 петафлопс. Пятое и шестое места заняли японский и швейцарский кластеры AI Bridging Cloud Infrastructure и Piz Daint — по 19 петафлопс каждый.

Факты

Составители топ-500 выделили несколько тенденций:

• наибольшее число суперкомпьютеров из рейтинга — из Китая (206), США (124) и Японии (36);
• все кластеры работают на Linux, 50,8 % из них не детализируют дистрибутив, 23,2 % используют CentOS, 9,8 % — Cray Linux. Остальная часть машин работает на SUSE, RHEL, Ubuntu и Scientific Linux;
• минимальный порог пиковой производительности для вхождения в топ-500 вырос за полгода с 548,7 до 715,6 терафлопс, а для топ-100— с 1283 до 1703 терафлопс;
• суперкомпьютеры работаю на CPU Intel (95 %), IBM Power (3 %), SPARC64 (1,2 %), и AMD (0,4 %);
• среди производителей кластеров — Lenovo (23,4 %), Hewlett-Packard (15,8 %), Inspur (13,6 %), Sugon (11%), Cray (10,6 %) и другие.

В июне 2018 года в Intel начали тестировать самый маленький квантовый чип размером до 50 нанометров.

Система

Summit работает под управлением Red Hat Enterprise Linux 7.4. Суперкомпьютер состоит из 4608 серверов IBM AC922, в каждом из которых установлено два 22-ядерных процессора IBM Power9 и шесть видеоускорителей NVIDIA Tesla V100. Также в сервере установлено 512 гигабайт оперативной памяти DDR4 и 96 гигабайт памяти с высокой пропускной способностью. Сервера обмениваются данными через коммутаторы с двухсторонней пропускной способностью 100 гигабит в секунду.

Потребление суперкомпьютера составляет 13 мегаватт, через его охладительную систему проходит более 250 литров воды в секунду.

MIT Technology Review пишет:

Все блоки Summit и сопутствующее оборудование занимают помещения, в котором могли бы разместиться два теннисных корта, и весят больше, чем авиалайнер.

Использование

По словам создателей Summit, уже в 2018 году его смогут использовать разработчики проекта FLASH для моделирования взрыва сверхновой и субатомного поведения материалов, выявления связей между генами и онкологией, изучения взаимодействия белков и клеточных систем.

В ноябре 2017 года стало известно, что все суперкомпьютеры из TOP 500 используют Linux в качестве ОС. Компьютерным центрам потребовалось 20 лет, чтобы перевести все свои машины на эту систему.

Китай обошёл США

В юбилейном, пятидесятом рейтинге TOP 500 Китай впервые в истории обошёл США по числу суперкомпьютеров. Всего лишь шесть месяцев назад в списке США были представлены 169 высокопроизводительными системами, в то время как Китай имел всего 160. В ноябрьском рейтинге на счету США в TOP 500 стало всего лишь 143 супермашины.

Кто дальше?

После двух «великанов» рейтинга в списке TOP 500 по числу представленных суперкомпьютеров расположились Япония с 35 системами, Германия с 20, Франция с 18 и Великобритания с 15. Россия имеет всего 3 суперкомпьютера, вошедших в список.

Отметим, что рейтинг стран основан лишь на общем числе машин в рейтинге, а не на их мощности. Самый производительный отечественный суперкомпьютер «Ломоносов 2» Московского государственного университета находится на 63 месте рейтинга.

Все используют Linux

Однако самым интересным моментом ноябрьского рейтинга является то, что 100% суперкомпьютеров из TOP 500 используют Linux в качестве ОС. Компьютерным центрам потребовалось всего 20 лет, чтобы перевести все свои машины на эту систему.

TOP 10

TOP 10 не претерпел никаких изменений по сравнению с июньским рейтингом. Самый производительный компьютер мира — китайский Sunway TaihuLight с пиковой мощностью в 125 петафлопс. Он остаётся первым уже более года. Самый мощный суперкомпьютер Европы расположен в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре. Его пиковая производительность составляет 25 петафлопс.

Полный список доступен на сайте TOP 500.

Зачем нужна виртуальная вселенная?

Моделирование космоса поможет астрономам найти наиболее приемлемые районы галактики для освоения и пролить свет на его таинственные компоненты, такие как темная материя и темная энергия. Проект китайской команды воссоздал период рождения и раннего развития Вселенной. К сожалению, ученые были вынуждены остановиться из-за того, что в этот день у суперкомпьютера были и другие задачи.

Суперкомпьютеры китайского производства, как правило, имеют серьезные недостатки и редко работают на полную мощность. Однако команда Гао Ляна нашла способ использовать максимум мощности Sunway. Гао надеется запустить моделирование новой виртуальной вселенной с момента рождения и вплоть до нынешней эпохи. Но для этого нужно подождать преемника Sunway, который будет в 10 раз быстрее. Ученые планируют его запуск на 2019 год.

В обычных компьютерах вычисления иногда замедляются из-за того, что данные передаются между разными процессорами, но в the Machine многочисленные процессоры могут обращаться к одной и той же памяти одновременно. The Machine использует фотонику — передачу информации с помощью света, а не электричество, как в обычных ПК — чтобы предоставлять процессорам данные из большого пула памяти, в котором и происходит основная масса вычислений.

На данный момент прототип использует 8 терабайт памяти — это в 30 раз больше, чем может использовать обычный сервер, и в сотни раз больше, чем в персональных компьютерах. В дальнейшем HP планирует увеличить количество памяти до сотен терабайт, что сделает устройство еще мощнее. Так же HP планирует использовать новый экспериментальный тип чипов памяти, мемристор, который может сохранять данные даже в выключенном состоянии. Технология мемристоров все еще находится в разработке, однако, вполне вероятно, что к моменту старта продаж (который назначен на 2018 или 2019 год) они уже будут использованы в the Machine.

Но и без мемристоров ожидания насчет быстродействия the Machine оправдываются. По сообщению HP Enterprise, моделирование показывает, что компьютеры, основанные на вычислениях в памяти в 8 тысяч раз быстрее, чем обычные компьютеры. Такая мощность необходима в первую очередь для компаний с высоконагруженными серверами, таких как Facebook и YouTube. Но, как заявляют представители HP, технология вычислений в памяти может однажды прийти в мир персональных компьютеров, мобильных устройств и даже IoT.

Sunway TaihuLight на самом деле можно считать настоящим монстром: теоретическая пиковая производительность на уровне 125 петафлопс, 41 тысяча чипов по 260 ядер в каждом, что даёт суммарно 10 649 600 вычислительных ядер. Также на борту 1,31 петабайт основной памяти. И это не просто много, это очень много. Для сравнения, самый топовый суперкомпьютер США имеет 560 тысяч ядер и производительность в 27 петафлопс.

Если говорить про энергопотребление, то и тут китайские инженеры превзошли самих себя, причём буквально: новый Sunway TaihuLight потребляет примерно на 2 мегаватта меньше, чем предыдущий лидер, при этом выдавая почти в 4 раза большую производительность.

Почему Китай перешёл на свои собственные чипы? Это связано с решением Вашингтона заблокировать доступ Пекину к процессорам Intel в прошлом году. По официальной версии, в США опасаются, что Китай будет использовать эти технологии для разработки ядерного оружия, но есть мнения, что это просто попытка замедлить развитие восточного региона в области построения суперкомпьютеров.

Sunway TaihuLight установлен в Китайском Нацинальном Центре Суперкомпьютерных вычислений в городском округе Уси. Работает суперкомпьютер на собственной операционной системе, названной Sunway Raise, также разработанной целиком в Китае.