Китай сделал новый ход в гонке суперкомпьютеров
Китай финансирует разработку первого в мире прототипа суперкомпьютера для эксафлопсных вычислений. Скорость системы составит квинтиллион операций в секунду. Такую мощность страна направит на поддержку программы морских исследований.
В рейтинге самых производительных компьютеров в мире, представленном в июне на Международной конференции суперкомпьютеров во Франкфурте, разработкам Китая принадлежат две первые строчки. Их занимают Sunway TaihuLight и Тяньхэ-2, которые имеют производительность в 125,43 петафлопс и 54,9 петафлопс соответственно.
Закрепившись на ведущих позициях, КНР заинтересовалась в создании первого в мире эксафлопсного суперкомпьютера, способного выполнять миллиард миллиардов вычислений с плавающей запятой в секунду. Эта мощность пригодится для ресурсоемких исследований в Южно-Китайском море.
Для этого Китай готов финансировать как минимум три конкурирующие группы разработчиков: Sugon, Оборонный научно-технический университет НОАК, который разрабатывал суперкомпьютеры Tianhe, и Sunway, занимавшейся TahiuLight. Власти хотят выбрать проект, который обеспечит высочайшую производительность и будет готов к немедленному использованию после создания. Ожидается, что траты на суперкомпьютер составят от одного до двух миллиардов юаней (150–300 млн долларов).
Базой для сверхмасштабного сооружения станет город Циндао, крупнейший порт в провинции Шаньдун, так как в нем много учреждений, связанных с океаническими исследованиями. Кроме того, здесь строится крупнейший в мире морской дата-центр, который будет напрямую связан с океанической системой мониторинга.
Китай инвестировал значительные средства в глубоководную добычу полезных ископаемых и реализует глобальный проект нового Шелкового пути. В результате всех инициатив у страны непременно возникнет необходимость по сбору и обработке огромных объемов данных.
Исследователи уверены, что эксафлопсные вычисления помогут проводить комплексное моделирование океана и решать сложнейшие проблемы. Фэн Лицян (Feng Liqiang), глава Marine Science Data Centre в Циндао, считает, что суперкомпьютер сможет собрать все данные, связанные с морской средой, для проведения всестороннего анализа. В результате Китай добьется океанических симуляций с беспрецедентно высоким разрешением, что поможет формировать надежные прогнозы в таких вопросах, как изменение климата на планете.
Эксафлопсные гонки
Поскольку создание суперкомпьютера имеет стратегическое значение, а Titan из национальной лаборатории Ок-Ридж, США, располагается на четвертой строчке в рейтинге самых быстрых устройств, в июне Министерство энергетики Штатов приняло решение сократить разрыв с Китаем. Оно объявило о финансировании работы шести компаний — AMD, Cray, HPE, IBM, Intel и Nvidia — в размере $258 млн на ниве эксафлопсных вычислений. Строительство действующего прототипа назначено на 2021 год.
Чтобы притормозить конкурентов, в 2015 году правительство США даже запретили Intel поставлять свои самые быстрые чипы для проектов по созданию суперкомпьютеров в Китае.
Несмотря на это, Китай анонсировал запуск прототипа устройства Tianhe-3 для генетических исследований в первом квартале 2017 года с выходом на полную мощность к 2020 году. Сегодня в стране обещают продемонстрировать все возможности нового эксафлопсного компьютера в 2019 году.
В то же время в августе Национальная лаборатория Ок-Ридж начала сборку Summit — системы IBM–NVIDIA, которая имеет шансы стать самым мощным суперкомпьютером в мире. Ожидается, что система будет доступна для научных исследований к январю 2019 года.
Эксафлопсные суперкомпьютеры дадут толчок науке, позволив создавать высокоточные симуляции биологических систем и формировать реалистичные модели для построения надежных прогнозов (климат, социальная экономика).
По мнению Тома Даннинга (Thom Dunning), профессора химии в Вашингтонском университете, эксафлопсные суперкомпьютеры тесно связаны с национальной безопасностью, так как правоохранительные организации собирают огромные массивы данных, требующие обработки. Благодаря большей вычислительной мощности эта информация может быть быстро проанализирована для оценки и прогнозирования потенциальных угроз.
Проблемы эксафлопсных суперкомпьютеров
На пути к запуску суперкомпьютера как у Китая, так и у США стоят несколько глобальных проблем. Такие устройства выделяют огромное количество тепла, что не позволяет компьютеру достичь максимальной производительности и приносит с собой огромные счета за электроэнергию.
Второй момент — это разработка архитектуры, которая позволила бы эффективно взаимодействовать сотне тысяч процессоров и чипов памяти. Третья же трудность заключается в отсутствии программного обеспечения, способного масштабироваться до одного квинтиллиона вычислений в секунду.
Стив Конуэй (Steve Conway), из научного агентства Riken, отмечает, что «гонка за эксафлопсами», так или иначе, продвигает вперед технологию суперкомпьютеров и искусственного интеллекта. Он прогнозирует, что существующие проблемы будут преодолены, и первые эксафлопсные суперкомпьютеры появятся в списке 500 самых быстрых компьютеров в 2021 году, а уже к 2023 году станут обычным явлением.
Уже сегодня китайский Sunway TaihuLight добился моделирования Вселенной с 10 триллионами цифровых частиц, а ученые из Цюрихского университета воссоздали 25 миллиардов виртуальных галактик, состоящих из 2 триллионов цифровых частиц. В любом случае в гонке стран за эксафлопсами выиграет в первую очередь наука.
