США решили опередить Китай в построении экзафлопного суперкомпьютера

Подписание президентом США Бараком Обамой Национальной стратегической компьютерной инициативы (NSCI) поможет американским компаниям обогнать Китай в гонке создания суперкомпьютеров. Такую оценку журналу Science дал Джек Донгарра (Jack Dongarra), эксперт по суперкомпьютерам из Университета Теннесси.

По его мнению, одной из причин принятия NSCI стала активность Китая в построении высокопроизводительных систем. В рейтинге суперкомпьютеров Top500 китайский Tianhe-2 («Млечный путь») занимает первое место уже пятый год подряд.

Донгарра указывает, что в целом США остается лидером в построении высокопроизводительных систем — 233 суперкомпьютера из 500 самых мощных находятся на территории этого государства. Для сравнения, второй идет Япония — 40 систем, а Китай с 37 системами делит четвертое место с Германией. Россия занимает девятое место с восемью системами.

Хорст Саймон (Horst Simon), заместитель директора Национальной лаборатории имени Лоуренса Университета Беркли (штат Калифорния) отметил, что подписанная инициатива облегчит получение финансирования на высокопроизводительные системы агентствам, которые занимаются их построением. Например, Национальная лаборатория ядерной безопасности, занимающаяся вопросами ядерных вооружений в Министерстве энергетики США, планирует потратить 325 миллионов долларов на создание суперкомпьютера мощностью от 100 до 300 петафлоп (10 в 15-й степени, или миллион миллиардов операций в секунду). Будущий суперкомпьютер будет втрое быстрее китайского Tianhe-2. По плану агентства, экзафлопной мощности (10 в 18-й степени, или миллиард миллиардов операций в секунду) удастся достигнуть к 2024 году.

Эксперты Science также отметили практичность программы NSCI, в ней уделяется внимание не только скорости будущих суперкомпьютеров, но и объему накопителей, которыми они будут управлять, — это важно для решения практических задач.

Однако создание суперкомпьютеров потребует не просто увеличения их производительности. Китайский Tianhe-2 потребляет 18 мегаватт, что эквивалентно потреблению энергии 18 тысяч частных домов. Создание в 30 раз более мощного компьютера без создания новых технологий энергосбережения потребует уже полугигаватта мощности для его работы.

Обама подписал Национальную стратегическую компьютерную инициативу 29 июля 2015 года. Согласно документу, в ближайшее десятилетие в США должны быть созданы суперкомпьютеры мощностью в 1 экзафлопс и с накопителями объемом 1 экзабайт (10 в 18-й степени или миллиард миллиардов байт), способные работать с данными в различных форматах. По мнению президентского совета по науке и технологиями, такие мощности позволят полноценно симулировать воздушные потоки в условиях турбулентности, что имеет значение для сокращения сроков проектирования новых самолетов. Кроме того, они помогут прогнозировать погоду, предсказывать изменения климата, изучать образование галактик, взаимодействие молекул и проектировать работу энергосетей. Одним из потенциальных направлений была названа персональная медицина, в которой большой объем данных позволит работать индивидуально с каждым пациентом и подбирать необходимые методы лечения.