もし8Kのビデオを見たり、60 fps のG.I.フォース最新版を問題なく見れているのなら、そのコンピュータの速度は十分と言えます。しかし、i9プロセッサーのパソコンは、1秒間に何十億もの複雑な処理をしなければいけません。
その点、スーパーコンピュータは便利です。政府や組織の中で、今までのコンピューターでは解決できなかった問題を解決する事ができる高水準のパフォーマンスが期待できます。
最近のスーパーコンピュータは、AI (人工知能)が組み込まれています。天気予報、気象の研究、シミュレーション、油田やガスの発掘などにスーパーコンピュータを入れると、科学者がより多くの発見をする事ができ、高レベルの研究ができるようになります。
私たちは、これまでどういった経緯があったのか、世界中の速度の早いスーパーコンピュータをまとめました。これらは、一般公開されていない、 Linuxで動くシステムです。
12. Sequoia
速度: 17.1 petaFLOPS
コア: 1,572,864
供給元: IBM
設置場所: ローレンス・リバモア国立研究所（アメリカ）
Sequoiaは、 IBMのBlueGene/Qサーバーを使っていて、最高速度は 20 ペタフロップスです。前型のK computerより、コアが123%増え、省エネになっています。
これは、主に核兵器のシミュレーションに使われていますが、気象変動や人間のゲノム分析のような科学的な目的でも使えます。人間の心臓の電気生理学の3Dシミュレーションでスケーラビリティを測る のにも使われます。
11. PANGEA III
提供: Total S.A.
速度: 17.8 petaFLOPS
コア: 291,024
供給元: IBM
設置場所: CSTJF technical and scientific research center in Pau（フランス）
Pangea IIIは、 IBMのAI対応の高パフォーマンスの機能が入っています。IBMとNVIDIAは共同で、工業用 worked together to build the industry’s only CPUとGPUをつなぐ NVLinkを開発しました。これは、従来のx86システムより、IBM POWER9 CPUとNVIDIA Tesla V100 Tensor Core GPUs間のバンド幅が５倍の速さでつなぎます。
このシステムは、計算能力が向上しただけでなく、エネルギー効率も強化されました。この新しいシステムは、前型のPangea I とIIに比べて、1ペタフロップスにつき10%エネルギー消費が減っています。
Pangea IIIには、色々なアプリが入っていて、3つの領域があります。検索と地下構造イメージング、 開発とプロダクションモデル、評価と選択の3つです。
10. Lassen
速度: 18.2 petaFLOPS
コア: 288,288
供給元: IBM
設置場所: ローレンス・リバモア国立研究所（アメリカ）
Lassenは、分類されていないシミュレーションと解析の結果を表示するためのものです。この結果は一つの場所に集約され、 Sierraと同じような構造になっています。 (#2が一番早いスーパーコンピュータです)
Sierraが、とっても大きなシステムなのに対して、Lassenは手頃な大きさです。ちょうど1/6分の1の大きさです。Sierraが 240の格納場所があるのに対し、Lassenの格納場所は 40です。
Lassenのメインメモリーは、IBM社の Power9 processorsで、 253テラバイトあり、最高速度は 23ペタフロップスになります。
9. SuperMUC-NG
速度: 19.4 petaFLOPS
コア: 305,856
供給元: Lenovo
設置場所: ライプニッツ・スーパーコンピューティング・センター（ドイツ）
SuperMUC-NGは、 6,400の 水循環冷却装置が付いているLenovo ThinkSystem SD650で動いていて、700テラバイトのメインメモリと、70テラバイトのディスク容量があります。
これは、強力な視覚システムと繋がっていて、巨大な4Kパワーウォールと5面CAVE仮想現実環境があります。このスーパーコンピュータは、主にヨーロッパの科学者に提供されていて、ゲノム分析、流体力学、量子色力学、生命科学、医療、天体物理学にも使われています。
8. AI Bridging Cloud Infrastructure
提供: ABCI
速度: 19.8 petaFLOPS
コア: 391,680
供給元:富士通
設置場所: 産業技術総合研究所（日本）
これは、世界初の大規模なオープンAIです。最大速度は32.577ペタフロップスです。合わせて1,088のノードがあり、それぞれ2つの Intel Xenon Gold Scalable processorsと4つの NVIDIA Tesla V100 GPUと2つの InfiniBand EDR HCAsと 1 つのNVMe SSDに繋がっています。
富士通は、スーパーコンピュータには従来のデータセンターの20倍の熱伝導率があると発表しています。そして、熱湯と風を用いた冷却装置は1つのラックにおいて70キロワットあります。
7. Trinity
速度: 21.2 petaFLOPS
コア: 979,072
供給元: Cray
設置場所: Los Alamos国立研究所（アメリカ）
Trinityは、並外れた計算能力を国家核安全保障局に提供するために作られました。これは、核兵器のシミュレーションで、幾何学的な事と物理学的な事を改善する目的で作られました。そして、 核保有量 を管理し、安全に保たれている状態に守っています。
このスーパーコンピュータは、2つのステージで開発されました。最初のステージは、the Intel Xeon Haswell プロセッサーを取り入れました。次のステージでは、the Intel Xeon Phi Knights Landing Processorを使って、パフォーマンスを上げました。最高速度は41 ペタフロップスになります。
6. Piz Daint
速度: 21.2 petaFLOPS
コア: 387,872
供給元: Cray
設置場所: スイス国立スーパーコンピューティングセンター（スイス）
このスーパーコンピュータは、スイスのアルプス山脈のピッツ・ダイントから名前を取っています。これは、 Intel Xeon E5-26xx microprocessorとNVIDIA Tesla P100で作られています。
Piz Daintは、 DataWarp社の 「burst buffer mode」を使う事で、記憶装置のバンド幅を増やしています。これは、データの入力出力を速くします。そして、何百万ものバラバラになっている小さなファイルの分析を簡単にする事ができます。
日々のタスク処理の他に、世界中のデータを集めて分析する事もできます。例えば、大型ハドロン衝突型加速器の実験データを集めたりする事です。
5. Frontera
２列に並んだFronteraサーバーの様子 | 提供: TACC
速度: 23.5 petaFLOPS
コア: 448,44
供給元: Dell EMC
設置場所:テキサス先端計算センター（アメリカ）
Fronteraは、広範囲から情報提供する事によって、科学者が広範囲の複雑な計算をしやすくし、研究開発の新しい可能性を作っています。
Fronteraには、2つのシステムがあります。 1つは倍精度で動き、もう一つは単精度で動きます。ホスティングサーバーの為の、クラウドインターフェイスと複数のアプリケーションもあります。
4. Tianhe-2A
中国・広州市のNational Supercomputer CenterにあるTianhe-2
速度: 61.4 petaFLOPS
コア: 4,981,760
供給元: NUDT
設置場所: National Supercomputing Center in Guangzhou（中国）
Tianhe-2Aには、16,000以上のノードが入っています。ここは、Intel Ivy BridgeとXeon Phi processorsの世界最大の施設です。それぞれ88ギガバイトの容量があり、合計で (CPUとcoprocessorを足して) is 1,375テビバイトです。
中国は、２億４千元(3億9千万アメリカドル)を投じてこのスーパーコンピュータを作りました。現在これは、シミュレーション、分析、政府証券に使われています。
3. Sunway TaihuLight
速度: 93 petaFLOPS
コア: 10,649,600
供給元: NRCPC
設置場所: National Supercomputing Center in Wuxi（中国）
TaihuLightは、処理能力も管理能力も持っている、いくつかのSW26010 CPUでできています。
SW26010単体の最大速度は3テラフロップスで、260の処理能力が入っています(1台のCPUに集約されている)。それぞれの処理システムはコントロールされたスクラッチパッドメモリーが入っていて、記録領域の問題の大部分を解消しています。
生命科学と薬の研究に加えて、 10兆のデジタル関連のシミュレーションにも使われています。さらに、中国は研究を続けています。2030年までにAI分野の世界一になる事を目標にしていると表明しています。
2. Sierra
提供: Wikimedia
速度: 94.6 petaFLOPS
コア: 1,572,480
供給元: IBM
設置場所: ローレンス・リバモア国立研究所（アメリカ）
Sierraは最高6倍の速度が保たれていて、前型の Sequoiaと比べて7倍作業効率が上がりました。これは、IBM’s Power 9 processorsとNVIDIA’s Volta GPUsのチップを結合しています。Sierraは、核兵器のシステムに特化しています。これは、核実験なしで、備蓄管理システム、アメリカ版の信頼性テスト、核兵器のメンテナンスができるようになっています。
1. Summit
提供: ORNL
速度: 148.6 petaFLOPS
コア: 2,414,592
供給元: IBM
設置場所: オークリッジ国立研究所（アメリカ）
Summitは、世界で一番速いスーパーコンピュータで、最高速度は200ペタフロップスです。これは、1秒で20万兆の浮動小数点数計算をしています。
これは、世界で3番目に省エネルギーのスーパーコンピュータです。１ワットあたり14.66ギガフロップスの効率化ができています。
Summitには、バスケットボールコート2つ分の大きさがある4,600以上のサーバーがあり、9,200以上の IBM Power9 processorsと27,600以上の NVIDIA Tesla V100 GPUsが入っています。システムは185マイルの光ファイバーケーブルで繋がっていて、8,100世帯に供給するのに充分な容量があります。
2018年、Summitはスーパーコンピュータで初めてエクサスケールの壁を乗り越えました。ゲノム・データを分析している間、1秒につき２００京近く計算した事になる、 While analyzing genomic data, it achieved a peak throughput of 1.88 exaopsという最大の情報量を得ることができました。
アメリカは、2021年までに科学研究の為のエクサスケールコンピュータを完成させようとしています。Summitはその一つです。
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