Миллион операций в секунду. Что такое суперкомпьютер?

Представьте работу обычного компьютера: он выполняет все задачи последовательно и не может одновременно проводить несколько тысяч сложных вычислений. Если в системе происходит сбой, он приветливо помашет вам ручкой и покажет «экран смерти».

Суперкомпьютеры могут параллельно и очень быстро совершать несколько миллионов вычислений в секунду. В народе их даже называют «числогрызами»: такие машины щелкают сложнейшие задачи как орешки. Суперкомпьютеры оснащены сотнями супермощных процессоров. Именно благодаря этому они могут мгновенно выполнять сложнейшие операции, для которых даже самому мощному игровому ПК понадобится минимум неделя.

На сегодняшний день самым мощным суперкомпьютером является японский Fugaku. Его разработала компания Fujitsu, которую вы можете знать благодаря фото- и видеотехнике Fuji. Fugaku был разработан на базе Института Кобе в составе Института физико-химических исследований (RIKEN). Его концепция была придумана в 2010 году, и более шести лет ушло на создание и сборку.

Очевидно, что такие технологические гиганты не работают на Windows, Linux или MacOS, для них создано особое ПО.

Японский суперкомпьютер Fugaku

У суперкомпьютеров есть своя единица для оценивания производительности — флопс (FLOPS — FLoating-point Operations Per Second). Флопс означает количество операций над числами с плавающей точкой в секунду. С 2008 года используются петафлопсы, которые обозначают количество миллионов миллиардов вычислений в секунду. Такое даже представить страшно!

Суперкомпьютеры применяются в медицине, космонавтике, астрономии и инженерии. Главная задача суперкомпьютеров — выполнять максимум сложнейших задач за минимум времени.

Например, Fugaku изучает пути распространения коронавируса и проводит его диагностику. Он собирает и обрабатывает огромные массивы статистических данных, изучает коэффициент заражения коронавирусом, а также его состав и модель поведения. Кроме того, он может прогнозировать и воспроизводить природные катастрофы.

Другие суперкомпьютеры заточены на работу только с одним приложением, например, для прогнозирования изменения климата или моделей ядерных испытаний. В будущем это позволит избежать реальных испытаний ядерного оружия и исключить риски взрывов.

Суперкомпьютеры могут не только выполнять сложнейшие вычисления, но и моделировать реальность. В марте 2020 года года астрономы из Технологического университета Суинберна (Австралия) и Калифорнийского технологического университета (США) смоделировали на суперкомпьютере эволюцию Млечного Пути. Чтобы этого добиться, ученые использовали абсолютно все данные, известные обо всех звездных скоплениях в нашей галактике.

Еще суперкомпьютеры используются и в области искусственного интеллекта. Так, Aurora должна будет ускорить научные открытия, разработать новые возможности для улучшения медицины и прогнозирования экстремальных погодных условий.

Ученые уверены: производительность суперкомпьютеров с каждым годом будет только увеличиваться, а симулирование реальности отойдет на второй план. Возможно, через 15 лет суперкомпьютеры позволят разработать бесконечный аккумулятор и даже смогут искоренить рак.