ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทำงานบนหลักการเดียวกันกับคอมพิวเตอร์ทั่วไป แต่ระดับประสิทธิภาพจะสูงกว่ามาก และดูเหมือนเมนเฟรมคลาสสิกในสมัยก่อนมากกว่า ต่างจากเดสก์ท็อปพีซีหรือแล็ปท็อปทั่วไปตรงที่ประมวลผลชุดข้อมูลจำนวนมหาศาลและคำนวณด้วยความเร็วที่เหลือเชื่อ พวกเขาเป็นคอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกไอบีเอ็มและต้องการโครงสร้างพื้นฐานจำนวนมหาศาลในการทำงาน รวมถึงระบบระบายความร้อนขั้นสูง
ในทางสถาปัตยกรรม พวกมันยังติดตั้งส่วนประกอบต่างๆ มากมายมากกว่าพีซีทั่วไป แล็ปท็อปของคุณอาจมีหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) หนึ่งหน่วยและหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) หนึ่งหน่วย แต่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์หนึ่งเครื่องอาจมี CPU และ GPU นับพันต่อหลายพันตัว ซึ่งแต่ละตัวมีประสิทธิภาพมากกว่าที่คุณพบในชั้นวางอย่างมาก
ที่เกี่ยวข้อง:
ประสิทธิภาพของพวกเขายังวัดโดยใช้การดำเนินการจุดลอยตัวต่อวินาที (FLOPS) โดยที่การดำเนินการจุดลอยตัวหนึ่งรายการเป็นการคำนวณทางคณิตศาสตร์ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกในปัจจุบันมีมากกว่า 1 exaFLOP — 1 ควินล้านล้าน (1,018) FLOPS — ในขณะที่พีซีและแล็ปท็อปทั่วไปมักจะมีพลังงานหลายร้อย gigaFLOP — 1 ล้านล้าน (109) FLOPS เราเรียกเครื่องจักรลักษณะนี้ว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับ Exascale
เนื่องจากสามารถทำงานกับข้อมูลจำนวนมหาศาลและประมวลผลการคำนวณได้อย่างรวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ นักวิทยาศาสตร์จึงมักใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อแก้ไขปัญหาในการค้นคว้ายาและวัสดุ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ยังสามารถทำนายได้ เช่น พยากรณ์อากาศ และแม้แต่เรียนรู้วิธีเล่นหมากรุก เช่น ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Deep Blue สุดคลาสสิกของ IBM ในปี 1997
ขึ้นอยู่กับล่าสุดอันดับ TOP500นี่คือเจ็ดซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดทางออนไลน์ในปัจจุบัน
1. กัปตัน
- ที่ตั้ง:ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore - แคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา
- ผลงาน:1,742 เพตาฟล็อปส์ (1.742 เอ็กซาฟล็อปส์)
- ส่วนประกอบ:ซีพียู AMD 4th-Gen EPYC 24 คอร์ใน APU ของ AMD Instinct MI300A
- ออนไลน์ครั้งแรก:พฤศจิกายน 2024
ปัจจุบัน El Capitan กลายเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก และเป็นเครื่อง exascale ลำดับที่สามของโลก หลังจากที่เปิดตัวเมื่อปลายปี 2024
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แห่งนี้ตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore โดยจะทำงานที่มุ่งปกป้องและรักษาคลังอาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ ในกรณีที่ไม่มีการทดสอบใต้ดิน นอกจากนี้ยังใช้สำหรับงานลับที่เกี่ยวข้องกับความมั่นคงของชาติ รวมถึงวิธีการด้วย(AI) และการเรียนรู้ของเครื่องสามารถนำไปใช้งานนั้นได้ นอกจากนี้ยังจะเป็นการแก้ปัญหาในด้านวัสดุศาสตร์และฟิสิกส์ด้วย
เดิมซูเปอร์คอมพิวเตอร์ดังกล่าวได้รับมอบหมายจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา เพื่อทดแทนเครื่อง Sierra ที่ผลิตในปี 2018 โดยเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมคอรัล-2- อีกทั้งยังมีสมรรถนะสูงสุดอีกด้วย
2. ชายแดน
- ที่ตั้ง:ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge — รัฐเทนเนสซี สหรัฐอเมริกา
- ผลงาน:1,353 เพตาฟล็อปส์ (1.4 เอ็กซาฟล็อปส์)
- ส่วนประกอบ:ซีพียู AMD EPYC 64 คอร์ และ GPU AMD Instinct MI250X
- ออนไลน์ครั้งแรก:สิงหาคม 2022
ตอนนี้อยู่ในอันดับที่สองในรายการ Frontier ซึ่งสร้างโดย HPE Cray ยักษ์ใหญ่ด้านซูเปอร์คอมพิวเตอร์ กลายเป็นคอมพิวเตอร์ระดับ exascale เครื่องแรกของโลกที่ออนไลน์ในปี 2022 ในตอนแรกนักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะใช้ Frontier เพื่อการวิจัยโรคมะเร็ง การค้นพบยา นิวเคลียร์ฟิวชัน วัสดุแปลกใหม่ การออกแบบ เครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงและการสร้างแบบจำลองการระเบิดของดวงดาวสเปกตรัม IEEE-
ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า นักวิทยาศาสตร์จะใช้ Frontier เพื่อออกแบบเทคโนโลยีการขนส่งและการแพทย์ใหม่ๆการทบทวนเทคโนโลยีของ MIT-อีวาน ชไนเดอร์ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ฟิสิกส์คอมพิวเตอร์แห่งมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก บอกกับ MIT Tech Review ว่าเขาต้องการจำลองสถานการณ์ว่ามีการพัฒนาไปตามกาลเวลา
3. ออโรร่า
- ที่ตั้ง:ห้องปฏิบัติการแห่งชาติอาร์กอนน์ - อิลลินอยส์ สหรัฐอเมริกา
- ผลงาน:1,012 petaFLOPS (1.0 exaFLOPS)
- ส่วนประกอบ:ซีพียู Intel Xeon Max Series และ GPU Intel Data Center Max Series
- ออนไลน์ครั้งแรก:มิถุนายน 2023
หนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่อายุน้อยที่สุดในรายการอาจกลายเป็นซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดสักวันหนึ่ง จากที่ Argonne Leadership Computing Facility (ALCF) Aurora กลายเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับ exascale ตัวที่สองที่เคยมีมา และตัวแทน ALCF กล่าวมีศักยภาพในการเข้าถึงพลังการประมวลผลถึง 2 exaFLOPS ซึ่งเป็นสองเท่าของ Frontier
Aurora สร้างขึ้นด้วยความร่วมมือกับ Intel และ HPE โดยผสานรวมเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และการวิเคราะห์ ทำการสร้างแบบจำลองและการจำลอง และใช้งานปัญญาประดิษฐ์ (AI) อำนาจการยิงของออโรราทำให้สามารถสร้างแบบจำลองที่แม่นยำในขอบเขตต่างๆ รวมถึงการฉายภาพสภาพภูมิอากาศ วัสดุศาสตร์ การจัดเก็บพลังงาน และ- โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟิวชั่นเป็นจุดสนใจของออโรร่าHPCWireและวันหนึ่งมันอาจช่วยไขความลับของพลังงานฟิวชันขนาดใหญ่ได้
4. อีเกิล
- ที่ตั้ง:Microsoft Azure — คลาวด์ / กระจาย
- ผลงาน:561 เพตาฟล็อปส์ (0.56 เอ็กซาฟล็อปส์)
- ส่วนประกอบ:ซีพียู Intel Xeon Platinum 8480C 48C และ GPU Nvidia H100
- ออนไลน์ครั้งแรก:สิงหาคม 2023
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Eagle ของ Microsoft ไม่ได้อยู่ในห้องปฏิบัติการ แต่อยู่ในระบบคลาวด์ และใครๆ ก็สามารถเข้าถึงได้ผ่านแพลตฟอร์มคลาวด์ Microsoft Azure เป็นเครือข่ายระบบแบบกระจายที่รวบรวมพลังเพียงพอที่จะเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดเป็นอันดับสามของโลก ตามทฤษฎีใครก็ตามที่ยินดีจ่ายค่าธรรมเนียมจะเข้าถึง Eagle ได้
5. HPC6
- ที่ตั้ง:ศูนย์ข้อมูลสีเขียว Eni — Ferrera Erbognone อิตาลี
- ผลงาน:477.9 เพตาฟล็อปส์
- ส่วนประกอบ:ซีพียู AMD 3rd-Gen EPYC 64 คอร์ใน GPU AMD Instinct MI250X
- ออนไลน์ครั้งแรก:พฤศจิกายน 2024
บริษัทพลังงานของอิตาลี Eni เปิดตัวซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในยุโรปในเดือนพฤศจิกายน 2024 ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีชื่อว่า "HPC6" ยังเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องแรกของโลกและเป็นระบบแรกที่ไม่ใช่ของสหรัฐอเมริกาในห้าอันดับแรก การปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานที่ Green Data Center Eni ได้เพิ่มระดับประสิทธิภาพเกือบ 10 เท่า จาก 70 petaFLOPS เป็นจุดสูงสุดที่ 606 petaFLOPS HPC6 ได้รับการออกแบบมาเพื่อสนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับความพยายามในการลดคาร์บอนและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์จะวิจัยพลศาสตร์ทางธรณีวิทยาและของไหลสำหรับการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ เช่นเดียวกับการพัฒนาแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง เพิ่มประสิทธิภาพห่วงโซ่อุปทานเชื้อเพลิงชีวภาพ พัฒนาวัสดุสำหรับการใช้งานในภาคส่วนชีวเคมี และจำลองพฤติกรรมของพลาสมาในการหลอมรวมที่กักขังด้วยแม่เหล็ก ตัวแทนของ Eni ยังกล่าวอีกว่า HPC6 มีระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวใหม่โดยใช้แนวทาง "โดยตรง" ซึ่งจะกระจายความร้อนที่เกิดขึ้น 96%
6. ฟุกาคุ
- ที่ตั้ง:ศูนย์วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ Riken - เมืองโกเบ ประเทศญี่ปุ่น
- ผลงาน:442 เพตาฟล็อปส์ (0.44 เอ็กซาฟล็อปส์)
- ส่วนประกอบ:ซีพียู A64FX
- ออนไลน์ครั้งแรก:มิถุนายน 2020
ครั้งหนึ่งเคยเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก — ระหว่างเดือนมิถุนายน 2020 ถึงมิถุนายน 2022 — Fugaku เป็นหนึ่งในห้าระบบที่เก่าแก่ที่สุดในรายการนี้ ได้รับชื่อมาจากภูเขาไฟฟูจิ ซึ่งเป็นภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ห่างจากโตเกียวประมาณ 60 ไมล์ (100 กิโลเมตร) และแทนที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของซัมมิท (หมายเลข 7 ในรายการ) เมื่อขึ้นสู่อันดับต้นๆ ของรายการ TOP500 เป็นครั้งแรก
นักวิทยาศาสตร์ใช้ Fugaku สำหรับคำถามวิจัยที่สำคัญหลายข้อตลอดหลายปีที่ผ่านมา ในช่วงวิกฤตโควิด-19นักวิจัยใช้ความสามารถในการกระทืบจำนวนเพื่อยืนยันว่าหน้ากากอนามัยที่ทำจากผ้าไม่ทอมีประสิทธิภาพในการปิดกั้นละอองทางเดินหายใจในอากาศมากกว่านิเคอิ เอเชีย- ปัจจุบัน Fugaku กำลังฝึกโมเดล AI ภาษาญี่ปุ่นขนาดใหญ่ ในรูปแบบของ ChatGPTข่าวญี่ปุ่นรายงานแล้ว
7. เทือกเขาแอลป์
- ที่ตั้ง:ศูนย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แห่งชาติของสวิส - ลูกาโน สวิตเซอร์แลนด์
- ผลงาน:270 เพตาฟล็อปส์
- ส่วนประกอบ:โปรเซสเซอร์ Nvidia GH200 Grace Hopper
- ออนไลน์ครั้งแรก:กันยายน 2024
เปิดตัวในเดือนกันยายน พ.ศ. 2567 ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Alps ทุ่มเทให้กับการประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลที่จำเป็นในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ และถูกสร้างขึ้นเพื่อแทนที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Piz Daint รุ่นก่อนหน้าของ Swiss National Supercomputing Centre (CSCS) เครื่องนี้เปิดให้นักวิจัยทั่วโลกใช้งานแล้ว
โครงสร้างพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ช่วยให้สามารถจัดสรรพลังการประมวลผลบางส่วนเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะได้ ตัวอย่างเช่น "กระจุกดาวอเนกประสงค์" หนึ่งแห่งจะอุทิศให้กับ MeteoSwiss ซึ่งเป็นสำนักงานกลางด้านอุตุนิยมวิทยาและภูมิอากาศวิทยาของรัฐบาลกลางของสวิตเซอร์แลนด์ อีกอันหนึ่งจะเน้นไปที่การเรียนรู้ของเครื่องและปริมาณงาน AI แม้ว่าหัวใจจะอยู่ที่ CSCS แต่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ก็ยังถูกแจกจ่ายไปยังไซต์อื่นๆ เช่น Swiss Federal Technology Institute of Lausanne, Paul Scherrer Institute (PSI) ใน Villingen และศูนย์ข้อมูล European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) ในเมือง Bologna , อิตาลี.
8. ห้องพัก
- ที่ตั้ง:ศูนย์ข้อมูล CSC — Kajaani ฟินแลนด์
- ผลงาน:380 เพตาฟล็อปส์ (0.38 เอ็กซาฟล็อปส์)
- ส่วนประกอบ:ซีพียู AMD 3rd-Gen EPYC 64-core และ GPU AMD Instinct MI250X
- ออนไลน์ครั้งแรก:มิถุนายน 2021
LUMI ซึ่งตั้งอยู่ในฟินแลนด์ ครั้งหนึ่งเคยเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดของยุโรป และปัจจุบันเป็นซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดเป็นอันดับแปดของโลก ใช้พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำหมุนเวียน 100%เจ้าหน้าที่สหภาพยุโรป (EU)และใช้ความร้อนเหลือทิ้งเพื่อทำให้อาคารใกล้เคียงอุ่นขึ้น เริ่มดำเนินการนำร่องเมื่อสามปีที่แล้ว และเปิดดำเนินการเต็มรูปแบบในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2566
ได้รับการกำหนดให้เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่นักวิจัยจากทั่วยุโรปสามารถใช้เพื่อการวิจัยร่วมกัน ระบบนี้ได้รับการปรับให้เหมาะกับปริมาณงานที่ใช้ AI เจ้าหน้าที่มีกล่าวก่อนหน้านี้- LUMI ยังใช้เป็น "พันธมิตร" สำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม ได้แก่ สองระบบที่เรียกว่า QAL 9000 และ Helmi ซึ่งทั้งสองระบบตั้งอยู่ในฟินแลนด์ ความร่วมมือด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมคลาสสิกนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้นักวิจัยได้รับสิ่งที่ดีที่สุดในปัจจุบัน(ซึ่งถูกจำกัดอย่างรุนแรงตามศักยภาพในอนาคต) และซูเปอร์คอมพิวเตอร์
9. เลโอนาร์โด
- ที่ตั้ง:ศูนย์ข้อมูล CINECA — โบโลญญา ประเทศอิตาลี
- ผลงาน:239 เพตาฟล็อปส์ (0.23 เอ็กซาฟล็อปส์)
- ส่วนประกอบ:CPU Intel Xeon Platinum 8358 32-core และ GPU Nvidia A100
- ออนไลน์ครั้งแรก:พฤศจิกายน 2022
อีกระบบหนึ่งที่เป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมซูเปอร์คอมพิวเตอร์ EuroHPC ของสหภาพยุโรป Leonardo ประกอบด้วยสามโมดูลที่รวมกันเพื่อให้เป็นเครื่องจักรที่เร็วที่สุดเป็นอันดับสองของยุโรป องค์กรที่เป็นเจ้าภาพนั้นซีเนกาเป็นกลุ่มความร่วมมือของมหาวิทยาลัย ศูนย์การวิจัยสาธารณะ และหน่วยงานของรัฐในอิตาลี
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เข้าสู่ช่วงก่อนการผลิตในเดือนพฤษภาคม ปี 2023 โดยมีการส่งโครงการ 80 โครงการ และได้รับการคัดเลือก 13 โครงการ จากนั้นในเดือนสิงหาคม ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ก็เข้าสู่ขั้นตอนการผลิต
