Fugaku to nowy najwydajniejszy komputer świata. Japonia wkracza na tron, który do tej pory należał do USA i Chin. Superkomputer instytutu badawczego RIKEN przyniesie wiele korzyści dla nauki – w tym w walce z COVID-19!
Każdego roku na całym świecie powstają nowe superkomputery. Wynika to z faktu, że ogromne ilości danych dotyczących naszego życia i badań naukowych potrzebują coraz większej mocy obliczeniowej. Fugaku od samego początku swojej działalności staje się symbolem praktycznego wykorzystania technologii w życiu każdego człowieka. Jego działania dotyczą między innymi pandemii COVID-19.
Koronawirusy to wyzwanie dla współczesnej nauki. Do walki z pandemią próbowano już wykorzystywać specjalne programy, które miały tworzyć nowe rozwiązania dzięki łączeniu mocy obliczeniowej komputerów z różnych części świata. Tym razem postawiono jednak na jedną maszynę o niesamowitej wręcz wydajności.
Moc Fugaku jest tak ogromna, że przewyższa prawie trzykrotnie możliwości IBM Summit, który do tej pory był uznawany za najpotężniejszy sprzęt tej klasy. Fugaku dysponuje, uwaga, dokładnie 158 976 procesorami A64FX, które pracują na łącznie 7 299 072 rdzeniach. Co ciekawe, jest to konstrukcja oparta o infrastrukturę ARM, która jest obecna także m.in. w najnowszych MacBookach oraz procesorach mobilnych.
Wygląda na to, że mamy do czynienia z prawdziwą rewolucją w świecie superkomputerów. Jest to jednak bardzo kosztowna inwestycja. Adaptacja całego rozwiązania pochłonęła ponad miliard dolarów – to aż pięć razy więcej niż w przypadku IBM Summit.
Superkomputer autorstwa Fujitsu i RIKEN to bardzo unikatowa maszyna. Powstał w mieście Kobe, gdzie znajduje się siedziba instytutu Rikagaku Kenkyūjo (RIKEN) zatrudniającego ponad 3 000 badaczy. Sprzęt powstawał przez sześć lat. Udało się osiągnąć wydajność na poziomie 415,53 petaflopsów – czyli 415,53 biliardów operacji liczbowych na sekundę.
To ogromna wartość, którą ciężko przyrównać do współczesnych sprzętów znajdujących się w naszych domach. Postaramy się jednak zobrazować wysokość tego parametru. Punktem odniesienia niech będzie układ graficzny w nadchodzącej konsoli Xbox Series X, który może pochwalić się wydajnością 12 GFLOPS. To wynik o prawie 35 milionów słabszy niż w przypadku Fugaku!
Fugaku będzie wykorzystywany między innymi do tworzenia zaawansowanych symulacji i modeli naukowych. Być może znajdzie także zastosowanie w wirtualnych testach militarnych. Istnieje też szansa na użycie superkomputera w działaniach prospołecznych.
Jednym z głównych zadań Fugaku będzie opracowanie skutecznych metod radzenia sobie z pandemią koronawirusa i dokładna analiza dynamiki rozwoju zachorowań na COVID-19. Możliwe jednak, że japoński superkomputer nie zdąży zademonstrować swoich możliwości na tym polu. Fugaku zacznie w pełni korzystać ze swojej mocy dopiero w 2021 roku.
Kolejne korzystne dla społeczeństwa wykorzystanie superkomputera to symulacje związane z trzęsieniami ziemi. To poważny problem w Japonii, która leży w strefie tak zwanego pacyficznego pierścienia ognia. Jest to obszar odpowiadający za 90% wszystkich trzęsień ziemi na świecie. Wstrząsy wpływają na życie mieszkańców wysp od tysięcy lat. Fugaku będzie miał za zadanie opracować skuteczne metody radzenia sobie z konsekwencjami wydarzeń tego typu, a także idących w parze z nimi fal tsunami. Być może uda się zapobiegać nadmiernym zniszczeniom i zostaną stworzone mapy ewakuacyjne, które będą ratować ludzkie życia.
Jak widać, możliwości jest mnóstwo. Już w przyszłym roku zobaczymy, jak japoński superkomputer radzi sobie ze wspieraniem badaczy.
Fugaku to obecnie absolutny lider w dziedzinie superkomputerów. Sama Japonia z kolei zajmuje trzecie miejsce pod względem łącznej liczby urządzeń tego typu. Zdecydowanie najwięcej jest sprzętów z Chin i USA. Te dwa mocarstwa odpowiadają łącznie za 340 pozycji na liście superkomputerów TOP500. Kraj Kwitnącej Wiśni posiada 29 urządzeń notowanych w rankingu.
Na podium wciąż znajduje się IBM Summit zlokalizowany w Oak Ridge w USA. Za nim plasuje się jego siostrzany model IBM Sierra, który wykorzystywany jest w kalifornijskim laboratorium Lawrence Livermore National Laboratory.
Zaraz za podium spotkamy parę chińskich gigantów – Sunway TaihuLight z miasta Wuxi i NUDT Tianhe-2 z Guangzhou. Szósty pod kątem wydajności jest Dell HPC5 ze stolicy Włoch. To najmocniejszy europejski sprzęt w tym zestawieniu. Dalej pojawiają się kolejne superkomputery z USA – Nvidia Selene i Dell Frontera. Pierwszą dziesiątkę zamykają IBM Marconi-100, który znajduje się w Bolonii, oraz szwajcarski Piz Daint.
Sytuacja w rankingu TOP500 zmienia się dość dynamicznie. W czerwcowym notowaniu do pierwszej dziesiątki weszły wspomniane superkomputery z Włoch oraz Nvidia Selene. Są to jednak urządzenia ponad dziesięć razy słabsze niż Fugaku. Sprzęt wyprodukowany przez Fujitsu i RIKEN przez długi czas powinien pozostać liderem zestawienia.
Przez długi czas USA i Chiny przodowały w rankingach superkomputerów. Choć japońska ekonomia jest silna i stabilna, Kraj Kwitnącej Wiśni z pewnością nie może sobie pozwolić na tak wysokie nakłady na rozwój tego typu urządzeń, jak dwa najpotężniejsze mocarstwa świata. Pomimo tego możliwe było utworzenie tak wydajnej maszyny jak Fugaku, która bije na głowę wszystkie dotychczasowe rekordy.
Fani superkomputerów, którzy liczą na podobne rozwiązania w Polsce, niestety muszą ostudzić swój entuzjazm. Najwydajniejszy komputer w Polsce to krakowski Prometheus, z którego korzysta m.in. Akademia Górniczo-Hutnicza. Jego moc wynosi około 2,35 petaflopsów, co plasuje go na 288. miejscu listy TOP500.
Przed Polską jednak bardzo długa droga w kierunku tworzenia maszyn tego rodzaju. Brakuje przede wszystkim budżetów inwestycyjnych i samych inwestorów. Nie ma też uzasadnienia dla budowania urządzeń pokroju Fugaku – tego typu sprzęty pojawiają się zwykle w ogromnych centrach badawczych. Na topowy superkomputer z Polski będziemy musieli poczekać jeszcze co najmniej kilka, a być może nawet kilkanaście lat.
Zdjęcie główne artykułu: Designed by Freepik
