کامپیوتر هایی که در این مقاله معرفی شده اند بسیار قدرتمندتر از لپ تاپ یا رایانه های شخصی بازی شما هستند که تقریبا میزان غیرقابل درک است. 8 ابر کامپیوتر های قدرتمند دنیا را در ادامه بررسی میکنیم.
ما به دیدن رایانه های قدرتمند در داستان های علمی تخیلی عادت کرده ایم که قادر به پردازش حجم عظیمی از داده ها در عرض چند ثانیه هستند، ماشین هایی به قدری پیشرفته که رایانه های شخصی مدرن را در مقایسه با آنها شبیه اسباب بازی می کنند.
اما برای بسیاری این مورد ناشناخته است، ابررایانه های امروزی در حال حاضر آنقدر قدرتمند هستند که تقریباً هر سال مرز بین داستان های علمی تخیلی و واقعیت را محو می کنند. در این لیست، هشت ابرکامپیوتر قدرتمند جهان را با هم مرور می کنیم.
چگونه ابر رایانه ها رتبه بندی می شوند
قبل از شروع رتبه بندی ابررایانه ها، ابتدا باید ببینیم ابر رایانه ها چگونه اندازه گیری می‌شوند. رایانه های قدیمی قبلاً در مقیاس نسبتاً متوسطی به نام IPS (دستورالعمل در ثانیه) اندازه گیری می شدند، اما ابر رایانه های مدرن با FLOPS (عملیات ممیز شناور در ثانیه) اندازه گیری می شوند.
اگر می‌خواهید پیش از شروع این فهرست، زمینه بیشتری برای درک بهتر آن داشته باشید، به خودتان یادآوری کنید که ابررایانه چیست. ما در این مقاله ابررایانه ها را به ترتیب نزولی فهرست می کنیم، یعنی از قوی ترین به کم قدرت ترین.
1.ابر کامپیوتر های قدرتمند دنیا: Frontier (ایالات متحده آمریکا)گ
Frontier در سال 2022 توسط شرکت فناوری اطلاعات چند ملیتی آمریکایی Hewlett Packard Enterprise با همکاری شرکت تابعه خود Cray ساخته شد. این اولین ابررایانه مقیاس اگزا در جهان است که به این معنی است که می تواند حداقل یک کوئینتیلیون (10^18) محاسبه در ثانیه را محاسبه کند.
Frontier در مجموع 8,730,112 هسته دارد و در تست های بنچمارک Linpack امتیاز 1.1 EFLOPS (یا exaflops) را کسب کرده است. این بر اساس آخرین معماری HPE Cray EX235a است و از ترکیبی از نسل سوم پردازنده های 64 هسته ای AMD 7A53s با فرکانس کاری 2 گیگاهرتز و پردازنده های گرافیکی MI250X استفاده می کند.
Frontier همچنین با بهره وری انرژی 52.23 گیگافلاپ در وات، کارآمد ترین ابر رایانه در جهان است. هر یک از 74 کابینت محاسباتی آن حدود 8000 پوند (3.63 تن) وزن دارند و کل سیستم در مجموع 600 میلیون دلار هزینه دارد.
2. Fugaku (ژاپن)
فوگاکو در سال 2020 توسط غول فناوری اطلاعات ژاپن فوجیتسو به عنوان جانشین رایانه قدیمی K این شرکت که در سال 2011 ساخته شد، ساخته شد. این رایانه برای حل بزرگترین مشکلات جهان، به ویژه کاهش سرعت تغییرات آب و هوا طراحی شده است.
فوگاکو سریع ترین ابررایانه جهان بود قبل از اینکه فرانتیر آن را در می 2022 از سلطنت خلع کند. در مجموع 7,630,848 هسته دارد و امتیاز چشمگیر 442 PFLOPS (یا پتافلاپ) را به دست می آورد، به این معنی که می‌تواند 442 کوادریلیون محاسبه در ثانیه انجام دهد.
این پردازنده با پردازنده 48 هسته‌ای A64FX فوجیتسو با فرکانس 2.2 گیگا هرتز کار می کند و دارای راندمان انرژی تنها 14.78 گیگا فلاپ در وات است که آن را با استاندارد های امروزی کاملاً نا کارآمد می کند. این سیستم بیش از 1 میلیارد دلار هزینه دارد و وزن هر یک از کابینت های آن 1.6 تن است که در مجموع حدود 700 تن است.
3.ابر کامپیوتر های قدرتمند دنیا: LUMI (فنلاند)
LUMI (زیرساخت یکپارچه مدرن بزرگ) در سال 2022 توسط HPE ساخته شد و در فنلاند واقع شده است و آن را سریع ترین ابررایانه اروپا تبدیل کرده است. LUMI در مجموع دارای 1,110,144 هسته و سرعت کلاک 151.9 PFLOPS است.
LUMI بر روی همان پردازنده Frontier کار می کند و دارای رتبه بازده انرژی 51.63 گیگا فلاپ در وات است که آن را به دومین ابر کامپیوتر کارآمد در جهان تبدیل می کند.
4.ابر کامپیوتر های قدرتمند دنیا: Summit (ایالات متحده آمریکا)
Summit در سال 2018 توسط IBM برای انجام تحقیقات علمی ساخته شد. این در آزمایشگاه ملی Oak Ridge در ایالات متحده واقع شده است، یعنی همان سایت Frontier. Summit در مجموع دارای 2,414,592 هسته و امتیاز 148.6 PFLOPS است.
Summit با پردازنده های 22 هسته‌ای POWER9 IBM با فرکانس 3.07 گیگاهرتز و پردازنده های گرافیکی Nvidia Tesla V100 کار می کند و دارای رتبه بازده انرژی 14.72 گیگافلاپ در وات است، مشابه فوگاکو.
5. Sierra (ایالات متحده آمریکا)
Sierra در سال 2018 ساخته شد و بسیار شبیه به Summit است زیرا هر دو ابر رایانه از معماری CPU 22 هسته ای IBM POWER9 و پردازنده های گرافیکی Nvidia Tesla V100 استفاده می کنند. با این حال، در حالی که Summit برای تحقیقات علمی ساخته شده بود، Sierra برای اجرای شبیه سازی برای آزمایش و نگهداری تسلیحات هسته ای ایالات متحده ساخته شد.
با اجرای شبیه سازی سلاح های هسته ای، اداره ملی امنیت هسته ای ایالات متحده (NNSA) می تواند کارایی سلاح های هسته ای خود را بدون آزمایش فیزیکی بررسی کند که به صرفه جویی در هزینه ها کمک می کند. Sierra در مجموع دارای 1572480 هسته و امتیاز 94.64 PFLOPS و بازده انرژی 12.72 گیگافلاپ در وات است.
6.ابر کامپیوتر های قدرتمند دنیا: Sunway TaihuLight (چین)
در رتبه ششم لیست، ما اولین ابررایانه چینی خود، Sunway TaihuLight را برای شما آورده ایم. در سال 2016 برای اهداف مختلفی مانند پیش بینی آب و هوا، تحقیقات دارویی، تحقیقات علوم زیستی و غیره ساخته شد.
Sunway TaihuLight در مجموع دارای 10,649,600 هسته CPU و امتیاز 93.01 PFLOPS است. این پردازنده بر روی پردازنده 260 هسته ای Sunway SW26010 با فرکانس 1.45 گیگاهرتز کار می کند و دارای رتبه بازده انرژی تنها 6.05 گیگا فلاپ در وات است که آن را به ناکار آمدترین ابر رایانه در این لیست تبدیل می کند.
7.ابر کامپیوتر های قدرتمند دنیا: Perlmutter (ایالات متحده آمریکا)
Perlmutter که در سال 2021 توسط HPE ساخته شد، هفتمین ابرکامپیوتر قدرتمند جهان است که نام خود را از برنده جایزه نوبل، Saul Perlmutter گرفته است. درست مانند Sunway TaihuLight، برای اهداف مختلفی از جمله شبیه سازی همجوشی هسته ای، پیش بینی آب و هوا، تحقیقات مواد و بیولوژیکی، و کیهان شناسی محاسباتی ساخته شده است.
در حال حاضر در مرکز محاسبات علمی تحقیقات انرژی ملی (NERSC) قرار دارد و توسط وزارت انرژی ایالات متحده استفاده می شود. Perlmutter از پردازنده های 64 هسته‌ای AMD 7763 با فرکانس 2.45 گیگاهرتز و پردازنده های گرافیکی Nvidia A100 استفاده می کند و در مجموع دارای 761،856 هسته و سرعت کلاک 70.87 PFLOPS است و دارای رتبه بازده انرژی 27.37 گیگافلاپ در وات است.
8. Selene (ایالات متحده آمریکا)
Selene در سال 2020 توسط انویدیا ساخته شد و به نام الهه یونانی ماه نامگذاری شده است. مهمترین هدف آن در سال 2020 محقق شد، زمانی که آزمایشگاه ملی تحقیقاتی مستقر در ایلینوی، آزمایشگاه ملی آرگون، از آن برای مطالعه ویروس کرونا و یک درمان بالقوه استفاده کرد. Selene همچنین برای آموزش مدل پردازش زبان طبیعی BERT گوگل استفاده می شود.
سلن در مجموع 555520 هسته دارد و امتیاز 63.46 PFLOPS را در بنچمارک ها به دست آورده است. این بر اساس معماری مرجع NVIDIA DGX SuperPOD ساخته شده است و بر روی پردازنده های AMD 7742 64 هسته ای 2.25 گیگاهرتزی اجرا می شود. دارای راندمان انرژی 24 گیگافلاپ در وات است.
ابرکامپیوتر ها علمی تخیلی نیستند آنها از خیلی قبل در این دنیا وجود داشته اند
دیدن اینکه ابررایانه ها چقدر قدرتمند هستند واقعاً شگفت انگیز است. کاری که انسان چندین سال برای انجام آن و رایانه های شخصی معمولی هفته ها طول می کشد، ابررایانه ها می توانند در چند ثانیه آن کار را انجام دهند. زمان زیادی نمی گذرد تا Frontier توسط یک ابررایانه دیگر که سریعتر و کارآمدتر است، عقب بیوفتد.
لپ تاپ ها، رایانه های شخصی و کنسول های بازی مدرن را می توان در زمره ابررایانه ها طبقه بندی کرد، اما آنها با بهترین هایی که ما ساخته ایم قابل مقایسه نیستند. خوشبختانه، همانطور که طبیعت فناوری است، به کوچکتر شدن ادامه خواهد داد و در نهایت به ابزارهای شخصی ما ختم می شود، و به ما کمک می کند دانش خود را گسترش دهیم و صنایع عظیم جدیدی ایجاد کنیم که آماده شکل گیری ما هستند.
