372 суперкомпьютера (74,4%) построены на основе процессоров Intel, 63 системы (12,6%) — на базе чипов AMD Opteron, 58 машин — на процессорах IBM Power. В 58 машинах используются графические ускорители или сопроцессоры: в 53 из них — чипы NVIDIA, в двух — AMD Radeon, в двух Cell и в одной — Intel MIC.
Сегодня у американцев вызывает осторожную озабоченность даже не внезапно прорвавшийся в 2010 году на первое место TOP500 Tianhe-1A, фактически изготовленный по технологиям из США. В октябре 2011 году Китай официально представил свой новый суперкомпьютер Sunway BlueLight MPP, который в новом списке занимает не самое высокое 26 место с 7,95 петафлопс по Linpack и теоретической пиковой производительностью в 10,7 петафлопс.
Озабоченность вызывает, разумеется, не производительность, а тот факт, что этот суперкомпьютер построен полностью из разработанных и изготовленных в Китае процессоров, а не из обычных чипов Intel или AMD. Более того, выяснилось, что по габаритам и энергоэффективности эта машина сравнима с двадцаткой лучших суперкомпьютеров мира, что свидетельствует о высочайшем уровне инженерной мысли и развития технологий.
Sunway BlueLight MPP собран из 1600 процессоров ShenWei SW-3, каждый из которых обладает шестнадцатью ядрами, основанными на 64-битной RISC-архитектуре MIPS, тактовая частота 975 МГц. По официальной версии считается, что микросхемы разработаны на базе микроархитектуры Loongson/Godson, работы над которой в Китае ведутся с 2001 года. По другим данным, это продукт «обратного инжиниринга» американского чипа DEC Alpha.
В любом случае, по мнению специалистов, эти чипы архитектурно на несколько поколений отстают от современных американских микросхем, но вряд ли есть сомнения в том, что китайское правительство очень щедро профинансирует разработки, чтобы в ближайшее время сократить разрыв.
Пока не существует общепринятого перевода этого словосочетания на русский язык, но смысл его состоит в 'вычислениях масштаба «экза», то есть квинтильонов (260). Цель инициативы Exascale computing, поддержанной Министерством энергетики США и входящим в его состав Национальным управлением ядерной безопасности, состоит в увеличении производительности суперкомпьютеров в тысячи раз по сравнению с современным уровнем 1-15 петафлопс.
Некоторые эксперты полагают, что прорыва можно ожидать уже к 2020 году, но пока существуют непреодолимые технические препятствия. Главное из них заключается в том, что чем выше производительность системы, тем больше её габариты, энергопотребление и, конечно же, тепловыделение. Даже современные суперкомпьютеры мгновенно превратятся в кучи расплавленного железа и пластика, если вдруг откажет их мощнейшая система охлаждения, больше напоминающая фабрику холода.
Вполне возможно, что потенциальным претендентом на звание самого энергоэффективного компьютера может стать описанный выше Sunway BlueLight MPP: по официальным данным, его энергопотребление составляет всего 1 (один) мегаватт. Для сравнения, другой «китаец» Tianhe-1A, построенный на базе американских чипов, потребляет уже 4 мегаватта, а американский Jaguar — более пяти.
При этом производительность Sunway составляет примерно 74% от мощности Jaguar, что даёт колоссальную экономию в эксплуатационных расходах, которые достигают миллиона долларов в год на один киловатт только на электропитание. Японский K Computer потребляет около 12,65 МВт, что означает уже почти 13 миллионов долларов в год.
Между тем, скачок масштаба «экза» к 2020 году действительно необходим, если принимать во внимание объемы данных с которыми мы будем иметь дело к этому времени. Судите сами: ещё в 2004 году общий объём данных, хранимых онлайн, оценивался примерно в пять экзабайт. Уже в 2009 году на столько же увеличивались объёмы загружаемых данных ежемесячно. Сегодня месячный объём составляет около 21 экзабайта. И это без учёта данных, поступающих из других сетей и источников — банковских карточных сетей, спутниковых систем слежения за погодой и множества других! Превратить эти грандиозные потоки данных в полезную информацию способны только суперкомпьютеры.
Одним из способов кардинально повысить производительность вычислений может стать использование нетрадиционных для суперкомпьютеров конструкций, компонентов и материалов. К примеру, в Суперкомпьютерном центре Сан-Диего была построена машина под названием Gordon с использованием флэш-памяти, а точнее, 1024 твёрдотельных SSD-накопителей Intel серии 710, которые способны выдавать данные на порядок быстрее обычных жёстких дисков. В списке TOP500 эта самая большая в мире «флэшка» ёмкостью 300 триллионов байт сейчас занимает 62-е место с производительностью 0,28 петафлопс по тесту Linpack.
Испанский суперкомпьютерный центр в Барселоне намерен использовать для постройки суперкомпьютера в 2014 году «телефонные» процессоры Tegra. Цель эксперимента — снизить энергопотребление на 4-10% по сравнению с лучшими энергоэффективными системами.
Не стоит сбрасывать со счетов и возможности, предоставляемые виртуальными «облачными» суперкомпьютерами, которые смогут получать в аренду все желающие. Amazon построила такую систему осенью 2011 года и сейчас она занимает 72-е место в TOP500. В сеть Amazon входит настолько много расположенных в разных частях света центров обработки данных, что их совместной мощности хватает для предоставления «облачных» суперкомпьютерных услуг множеству сторонних компаний.
