Superpočítače se dnes promítají do všech oborů lidské činnosti. Bez nich by byla věda, vývoj a výzkum v současnosti poloviční. Jaké ale jsou v současnosti nejvýkonnější superpočítače? Jaká platforma jim vévodí?
Obecná definice superpočítače zatím neexistuje. V podstatě bychom mohli za superpočítač označit každý vysoce výkonný počítač, který má alespoň řadově vyšší výpočetní výkon než běžné stroje. Jinak se ale superpočítače od klasických stolních „PCček“ liší. A to nejen svým vysokým výkonem, ale také svými rozměry, nároky a použitelností.
Nejčastěji jsou superpočítače využívány k řešení složitých početních operací. Za pomoci takových strojů se analyzuje lidská genetická informace nebo se předpovídá počasí. Na pomezí vědy a zábavy pak stojí například superpočítač Deep Blue vytvořený ke hře v šachy. V tomto případě jde o superpočítače centralizované, tedy umístěné v jednom výpočetním středisku. Jako decentralizované superpočítače můžeme označit spojení velkého množství obyčejných stolních „PCček“. Takovýchto decentralizovaných počítačů využívá například známý projekt Seti@Home zaměřený na analýzu signálů z radioteleskopu. Jiné decentralizované počítače se snaží nalézt další nejvyšší, tzv. Mersennovo, prvočíslo.
Horních pětset
Pravidelně každého půl roku jsou přepočítávány výkony pětiset nejvyspělejších superpočítačů na světě a zaznamenávány do tabulek. Kromě výkonů je ke každému superpočítači zapsána spousta dalších hodnot, mimo jiné i použité technologie, umístění, počet a typ procesorů a další.
Není žádným překvapením, že jednoznačnou první příčku v počtu superpočítačů na území státu zaujímají Spojené státy americké. Z první pětistovky je hned 55,4 % strojů umístěno právě na území USA. S propastným rozdílem za USA se nachází Německo s 8% podílem mezi prvními pětisty a na pomyslném třetím místě pak Spojené království Velké Británie a Severního Irska.
| stát |
počet |
podíl |
celkově procesorů |
| USA |
277 |
55,4% |
382 486 |
| Německo |
40 |
8,0% |
22 056 |
| VB |
32 |
6,4% |
32 978 |
| Japonsko |
23 |
4,6% |
33 602 |
| Čína |
19 |
3,8% |
15 906 |
Procesory
Mnohem zajímavější statistiky přináší souboj mezi procesory. Zde, podobně jako Spojené státy v kategorii zemí, jednoznačně vévodí společnosti Intel. Mezi prvními pětisty superpočítači je zastoupena hned v 66 % případů. S velkým odstupem za Intelem se na druhém místě drží rodina Power s necelými 11 % a na třetí příčce pak HP se 7 %. O čtvrtou a pátou příčku se společně dělí procesory PowerPC a AMD, ve prospěch PowerPC však hovoří vyšší počet použitých procesorů a tím pádem i vyšší celkový výkon.
| rodina |
počet |
podíl |
celkově procesorů |
| Intel |
333 |
66,6% |
232 674 |
| Power |
52 |
10,4% |
69 882 |
| HP |
36 |
7,2% |
22 560 |
| PowerPC |
25 |
5,0% |
181 620 |
| AMD |
25 |
5,0% |
33 568 |
Výborně si Intel vede i v samostatné kategorii generací procesorů. Hned první tři místa jsou obsazena právě procesory Intel. Na první příčce je s pětatřicetiprocentním podílem generace procesorů Intel Pentium 4 Xeon. Druhou příčku si asi s polovičním počtem obsazených superpočítačů drží generace Itanium 2. Třetí příčka je pak okupována 64bitovou verzí Xeonu, která však byla uvedena teprve loni a její nejlepší časy jistě ještě přijdou.
| generace |
počet |
podíl |
celkově procesorů |
| Pentium 4 Xeon |
175 |
35,0% |
135 348 |
| Itanium 2 |
79 |
15,8% |
50 668 |
| Xeon EM64T |
76 |
15,2% |
35 214 |
| HP |
36 |
7,2% |
22 560 |
| Opteron |
25 |
5,0% |
33 568 |
| Celkem |
500 |
100,0% |
580 336 |
Stroje
Vůbec nejvýkonnějším superpočítačem současnosti je systém BlueGene/L založený na procesorech PowerPC s výkonem 2,8 GFlops. V srdci tohoto modelu umístěného ve Spojených státech ve městě Livermore tepe 65 536 procesorů a operační systém Linux. Podrobnější informace o projektu najdete na stránkách IBM Research.
BlueGene/L (zdroj: IBM Research)
I druhý z nejvýkonnějších strojů planety, BGW, je založen na procesorech PowerPC s výkonem 2,8 GFlops. Najdete jej v americkém městě Yorktown Heights a je osazen 40 960 procesory. Použitým operačním systémem je stejně jako v případě BlueGene/L Linux. Výrobcem obou těchto modelů je společnost IBM.
Na třetím místě se pak umístil americký vládní počítač Columbia sloužící Národnímu úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA). Columbia je osazen 10 160 procesory Intel Itanium 2 s výkonem 6 GFlops a stejně jako v předchozích dvou případech funguje na operačním systému Linux. Podrobnější informace najdete na domovských stránkách projektu.
Pro všechny
Ačkoliv by se mohlo zdát, že superpočítače nemají na konkrétní život lidstva žádný konkrétní dopad, právě opak je pravdou. Výsledky zjištěné pomocí dnešních superpočítačů se v konečném důsledku dotýkají každého z nás, ať už jde o simulace elektromagnetického pole, výpočetní dynamiku kapalin nebo jiné oblasti.
Kompletní žebříček superpočítačů TOP 500 je dílem Hanse Meuera z university v Mannheimu, Ericha Strohmaiera a Horsta Simona z amerického institutu National Energy Research Scientific Computing Center, který je součástí amerického Ministerstva energetiky a Jacka Dongarra z University of Tennessee a najdete jej na webových stránkách http://www.top500.org.
