Quali sono i supercomputer più potenti del mondo?
Tutti i paesi maggiormente industrializzati si sforzano nel raggiungere la supremazia nella potenza di calcolo e quindi costruire il supercomputer più potente del mondo.
Utilizzati per effettuare elaborazioni complesse e calcoli matematici ad alte prestazioni, usati in tutte le discipline scientifiche, dalla meteorologia, alla chimica, alla biologia, il computer più potente, rimane sempre e solo uno.
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Un primo posto di durata breve, un momento fugace, prima di passare lo scettro al prossimo “mostro” dell’elaborazione. oggi scopriremo in questo articolo, i primi 5 supercomputer del mondo, della classifica TOP500 di giugno 2021.
Mentre stiamo assistendo alla corsa quantistica tra i giganti dell’elettronica, i supercomputer rievocano quell’immagine storica di quelle macchine enormi, massicce e surriscaldate e pesanti, che occupavano enormi spazi per eseguire piccole quantità di calcolo, come i mitici ENIAC, UNIVAC, EDVAC della fine degli anni 60.
Oggi potresti essere sorpreso di scoprire che con tutta la disponibilità di elaborazione e di PC, ancora ci sia la necessità di un supercomputer.
Ma la potenza di calcolo consente di affinare previsioni, statistiche, attraverso modelli sempre più precisi ma altamente dispendiosi sul fronte del carico computazionale.
Un supercomputer può contenere centinaia di migliaia di core e richiede un intero edificio per ospitarli e raffreddarli, per non parlare dei milioni di dollari per progettare, realizzarli e manutenerli. Ma nonostante gli elevati costi, questa è una tra le sfide tecnologiche che vedono gli Stati Uniti, la Cina e il Giappone contendersi lo scettro nella classifica dei TOP500, ovvero i 500 supercomputer più veloci del mondo.
Prima di addentrarci nell’argomento, occorre sapere che la misura della velocità dei supercomputer viene generalmente misurata in “FLOPS” (FLoating Point Operations Per Second) e quindi teraFLOPS, petaFLOPS ed exaFLOPS. Il FLOPS è una unità di misura che sta a significare il numero di operazioni a virgola mobile eseguite in un secondo da un elaboratore, quindi maggiore è il numero di petaFLOPS (ad oggi), più veloce sarà l’elaborazione di quel computer.
Trend di crescita della potenza di calcolo dei supercomputer
Il FLOPS non deve essere confuso con l’IPS (e quindi TIPS, MIPS), che invece rappresentano il numero di istruzioni assembler eseguite in un secondo.
Al quinto posto della TOP100 dei supercomputer più potenti al mondo troviamo Perlmutter, in fase di installazione presso la struttura del centro a Shyh Wang Hall presso il Berkeley Lab. Il sistema prende il nome da Saul Perlmutter, un astrofisico del Berkeley Lab che ha condiviso il Premio Nobel per la Fisica nel 2011 per la scoperta sconvolgente che la velocità con cui l’universo si espande sta accelerando.
Perlmutter, è basato sulla piattaforma HPE Cray “Shasta”, è un sistema eterogeneo con nodi sia accelerati da GPU che solo CPU. Le sue prestazioni previste sono da tre a quattro volte superiori a quelle dell’attuale sistema di punta del NERSC, Cori.
Il sistema si basa su AMD EPYC con 1536 nodi accelerati con NVIDIA A100. Perlmutter ha ottenuto come potenza di calcolo 64,6 petaFLOPS.
Al quarto posto un altro ex numero 1, il Sunway TaihuLight che ha dominato la lista per due anni dopo il suo debutto nel giugno 2016.
A quel tempo, i suoi 93 petaFLOPS generati da 10 milioni di core, lo rendevano il supercomputer più potente del mondo con un ampio margine rispetto al secondo, vantando oltre cinque volte la potenza di elaborazione del suo concorrente più vicino.
Situato presso il National Supercomputing Center di Wuxi, in Cina, i creatori di TaihuLight utilizzano il supercomputer per compiti che vanno dalla scienza del clima alla produzione avanzata. Ha anche trovato successo nelle previsioni marine, aiutando le navi a evitare mari agitati e aiutando la perforazione petrolifera offshore.
Al terzo posto troviamo Sierra del laboratorio nazionale Lawrence Livermore che ha inizialmente ha debuttato al terzo posto nella TOP500 di giugno 2018 con 71.6 petaFLOPS.
Successivamente, la sua ottimizzazione ha spinto la sua velocità di elaborazione a circa 95 petaFLOPS con circa un milione e mezzo di core, guadagnandosi il secondo posto nel novembre 2018. Tuttavia, l’ascesa di un nuovo super mostro nel giugno 2020 ha spinto sierra nella terza posizione.
Sierra abbina CPU e GPU NVIDIA ed è specificamente progettato per la modellazione e le simulazioni, essenziali per la National Nuclear Security Administration degli Stati Uniti .
Al secondo posto, come parte del rinnovato impegno del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per il supercalcolo, il Summit, del laboratorio nazionale di Oak Ridge, ha conquistato il primo posto nel giugno 2018.
Dal suo debutto nell’elenco di giugno 2018, Summit ha migliorato le sue performance iniziali da 122,3 agli attuali 148,6 petaFLOPS. Insolitamente per una macchina così performante, Summit si è classificata inizialmente al terzo posto nel GreenTop500, un’altra graduatoria che misura l’efficienza energetica nei supercomputer, sebbene da allora sia scesa al nono posto.
Un team di sette membri dell’Oak Ridge ha vinto il Gordon Bell Prize (gorden bell prize) del 2018 per aver utilizzato il Summit per elaborare i dati genetici al fine di comprendere meglio come le persone sviluppano il dolore cronico e rispondono agli oppioidi.
Summit ad oggi, come spesso ne abbiamo parlato nei canali di RedHotCyber, sta svolgendo un ruolo fondamentale nella corsa per la scoperta dei trattamenti e vaccini contro COVID-19.
Ed ecco il re dei supercomputer di oggi.
Sviluppato congiuntamente da RIKEN e Fujitsu, il più veloce supercomputer al monto è il giapponese Fugaku.
Con quasi 7,3 milioni di core e una velocità di 415 petaFLOPS, Fugaku supera di gran lunga Summit, portando la sua tecnologia ad un passo avanti verso l’era exascale.
Fugaku è il primo sistema di alto livello ad essere alimentato da processori ARM. Altre due nuove funzionalità sono i cubi di memoria ibridi collegati a ciascuno dei processori e una nuova iterazione della rete Tofu che fornisce una stretta integrazione tra tutti i nodi del sistema.
L’architettura basata su ARM, rappresenta un cambiamento radicale nel tipo di elaborazione tradizionalmente impiegato nei supercomputer.
Installato presso il RIKEN Center nel dipartimento di scienze computazionali a Kobe in Giappone, Fugaku è destinato ad applicazioni che affrontano questioni sociali e scientifiche ad alta priorità. Queste includono la scoperta di farmaci, la medicina personalizzata, le previsioni meteorologiche e climatiche, lo sviluppo di energia pulita e l’esplorazione delle leggi fondamentali dell’universo.
È già utilizzato in via sperimentale per la ricerca COVID-19 anche se Fugaku inizierà la sua piena operatività nell’aprile 2021.
Di recente abbiamo assistito ad una serie di Tweet tra John Carmack, il famoso ingegnere software che scrisse Doom e Quake, ed Elon Musk, venendo a conoscenza che Tesla sta progettando il suo supercomputer “Dojo”.
Il progetto Dojo è stato annunciato per la prima volta da Elon Musk al Tesla’s Autonomy Day lo scorso anno. Dojo significa “luogo della Via” in giapponese, ed è il termine che spesso viene usato per indicare un luogo in cui praticare la meditazione o le arti marziali.
Dojo aiuterà tesla ad istruire i suoi algoritmi di Intelligenza artificiale, e sarà in grado di eseguire una potenza di calcolo in scala exaFLOP, quindi il doppio della potena di calcolo di Fugaku.
La rivoluzione tecnologica che sta avvenendo sui personal computer, sugli smartphone e sui tablet, è solo la parte finale della ricerca del supercalcolo dove viene mostrato dove sta andando la tecnologia.
I processori in rapida evoluzione che servono ai supercomputer sono ciò che lentamente si riversa nel mercato, ma non prima di avere avuto un impatto su vaste aree delle nostre vite, attraverso la difesa militare, le previsioni metereologiche, la ricerca scientifica e sanitaria e persino i giochi.
Basta osservare quanto velocemente un supercomputer viene sostituito da un altro per capire quanto le nostre vite dipendono dalla tecnologia in rapido progresso.
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