Op een netwerk-evenement vertelde ik eens aan een collega-industriële ingenieur dat ik aan supercomputers werkte. Hij antwoordde, “Goed! ik zou een paar van die moeten krijgen voor de brouwerij waar ik werk.” Ik was in de war, glimlachte beleefd en ging verder.Later viel het me op: hij voorstelde me waarschijnlijk een supercomputer als een soort suped-up laptop - RGB-lichten, absurde specificaties, misschien vloeibare koeling als de dingen echt fijn werden. De waarheid is dat de meeste mensen buiten IT – zelfs ingenieurs – niet echt weten wat een supercomputer is (a.k.a. Dus afhankelijk van met wie ik spreek, leg ik het heel anders uit. High Performance Computing, or HPC) Explaining Supercomputers to a 12‑Year‑Old Als ik dit zou uitleggen aan mijn 12-jarige - die gaming laptops vrij goed kent - zou ik iets zeggen als: "Weet je hoe je gaming laptop ongeveer 10 CPU-kernen en misschien een NVIDIA GPU heeft? De supercomputers waar ik aan werk , genoeg elektriciteit te verbruiken om een klein stadje te stroom te geven, en gebruik Alleen om cool te blijven.” over a million CPU and GPU cores combined about 6,000 gallons of water Dat is meestal de truc. En ja, ze kosten honderden miljoenen dollars, dus helaas passen ze niet in het budget van uw lokale brouwerij om de volgende grote IPA te ontdekken. Who Owns Supercomputers? In de Verenigde Staten is dat voornamelijk de federale overheid – in het bijzonder het ministerie van Energie – die verschillende nationale laboratoria sponsort in samenwerking met universiteiten. Andere federale regeringen runnen hun eigen systemen, en een paar extreem rijke bedrijven doen het ook. (Saudi ARAMCO, bijvoorbeeld, heeft zijn eigen supercomputers.) Deze machines worden gebruikt voor alles van klimaatmodellering en nucleaire simulaties tot materiaalwetenschap, astrofysica en AI-onderzoek. How Do You Measure “Fast”? Je kunt niet precies rennen Op een supercomputer en noem het een benchmark. Crisis In plaats daarvan is er een project genaamd , begonnen in 1993, die de 500 meest krachtige niet-distribueerde computersystemen ter wereld rangschikt en documenteren. . Top500 HPL (High Performance Linpack) HPL meet hoe snel een computer een groot wiskundig probleem kan oplossen: een dicht systeem van lineaire vergelijkingen. In zeer eenvoudige termen, het oplost iets als: A · x = b Waar : A is een gigantische matrix (denk miljoenen door miljoenen) x en b zijn vectoren Om dit op te lossen, maakt HPL voornamelijk gebruik van Gaussiaanse eliminatie – een systematische manier om variabelen te elimineren totdat de oplossing uitvalt. Parallelism: One Problem, Thousands of Brains Natuurlijk kan geen enkele computer de hele matrix verwerken. In plaats daarvan wordt de matrix in blokken gesneden.Elke computationele knooppunt (of groep CPU/GPU-kernen) werkt op zijn eigen stuk. Nodes voeren berekeningen lokaal uit, elimineren rijen, bijwerken waarden en delen vervolgens bijgewerkte gegevens met andere knooppunten via ultrasnelle interconnecties zoals Slingshot of InfiniBand. at the same time Als je duizenden knooppunten hebt die constant met elkaar praten, heb je een gemeenschappelijke taal nodig. MPI "is een applicatieprogrammeerinterface met berichten, samen met protocol en semantische specificaties voor hoe de functies zich moeten gedragen in elke implementatie" MPI (Message Passing Interface) MPI is de de facto-standaard voor parallelle programmering in HPC. Als u HPL gebruikt, gebruikt u MPI. Het uiteindelijke HPL-resultaat wordt gerapporteerd als floating-point-operaties per seconde. Escaleren tot op: FLOPS GigaFLOPS (109) – miljarden berekeningen per seconde. TeraFLOPS (1012) – biljoenen per seconde. PetaFLOPS (1015) — quadrillions per seconde. ExaFLOPS (1018) — quintillions per seconde. op dit punt, de getallen ophouden te zijn intuïtief en beginnen te zijn filosofisch. (Elke stap is duizend keer groter dan de vorige, alleen in het geval dat je hersenen niet al pijn doen.) A Bit of Supercomputing History Het eerste systeem op de Top500-lijst was de van Thinking Machines Corporation in 1993. CM‑5 (Connection Machine) Grappig feit: een CM-5 verscheen in de film Het is duidelijk dat Hollywood wist dat krachtige computers altijd een beetje gevaarlijk zouden moeten lijken. Jurassic Park Welcome to the Exascale Era De eerste exascale supercomputer ter wereld , de exaflop-barrière overschreden op 30 mei 2022. Frontier Frontier wordt vloeibaar gekoeld met vier 350 pk-pompen, die ongeveer 6.000 gallon niet-voor-gekoeld water per minuut circuleren. Het verbruikt ongeveer 40 megawatt elektriciteit - ongeveer wat 15.000 eenfamiliewoningen zouden gebruiken. een is het: exaflop 1 000 000 000 000 000 000 operaties per seconde (1018 FLOPS) Om dat in perspectief te zetten: als elke persoon op Aarde Het zou nemen om te vergelijken met wat een exascale computer doet in . one calculation per second over four years one second The Top Exascale Systems (as of November 2025) El Capitan, Frontier en Aurora zijn de drie exascale supercomputers die worden geïnstalleerd in de laboratoria van het Amerikaanse ministerie van Energie. Rank Name Model Site Total cores Performance in exaflops CPU Accelerator Operating System Interconnect 1 El Capitan HPE Cray EX255a Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA 11,340,000 1.809 AMD 4th Gen EPYC 24C 1.8GHz AMD Instinct MI300A TOSS Slingshot-11 2 Frontier HPE Cray EX235a Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, USA 9,066,176 1.353 AMD Optimized 3rd Generation EPYC 64C 2GHz AMD Instinct MI250X HPE Cray OS Slingshot-11 3 Aurora HPE Cray EX - Intel Exascale Compute Blade Argonne Leadership Computing Facility, Illinois, USA 9,264,128 1.012 Intel Xeon CPU Max 9470 52C 2.4GHz Intel Data Center GPU Max SLES Slingshot-11 4 JUPITER BullSequana XH3000 Jülich Supercomputing Centre, Germany 4,801,344 1.0 Nvidia GH Superchip 72C 3GHz NVIDIA GH200 Superchip RHEL NVIDIA InfiniBand NDR200 1 De kapitein De HPE Cray EX255a Lawrence Livermore National Laboratory, Californië, Verenigde Staten 11.340 miljoen 1.809 AMD 4e generatie EPYC 24C 1.8GHz Beschrijving van de AMD Instinct MI300A Toss Schietpartij 11 2 grens De HPE Cray EX235a Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, Verenigde Staten 9 066 176 1.353 AMD Optimized 3e generatie EPYC 64C 2GHz Beschrijving van de AMD Instinct MI250X HPE Cray voor OS Schietpartij 11 3 Aurora HPE Cray EX - Intel Exascale Compute Blade Argonne Leadership Computing Facility, Illinois, Verenigde Staten 9 264 128 1.012 Intel Xeon CPU Max 9470 52C 2,4 GHz Intel Data Center met GPU Max Slapjes Schietpartij 11 4 Jupiter Nieuwe BullSequana XH3000 Jülich Supercomputing Centre, Duitsland 4 801 344 1.0 Nieuws: NVIDIA GH Superchip 72C 3GHz Nieuwe NVIDIA GH200 Superchip RHEL Nieuwe NVIDIA InfiniBand NDR200 *TOSS stands for Tri-Lab Operating System Stack and is a Linux distribution based on Red Hat Enterprise Linux (RHEL) that was created to provide a software stack for high performance computing HPC clusters for laboratories within the National Nuclear Security Administration (NNSA). En hoe precies worden uw belastingdollars besteed aan deze beesten ... Name Uses El Capitan National security simulations (e.g., stockpile stewardship) High‑fidelity modeling & physics simulations Complex scientific modeling & AI‑driven workflows Frontier Broad scientific research Physics & engineering simulations Climate and materials science AI and computational science applications Aurora Aerospace & airflow research Cancer research & materials discovery Energy systems modeling Large‑scale data analysis & scientific simulation De kapitein Simulaties van nationale veiligheid (bijv. voorraadbeheer) High-fidelity modellering & fysica simulaties Complexe wetenschappelijke modellering en AI-gedreven workflows grens Uitgebreid wetenschappelijk onderzoek Fysica & engineering simulaties Klimaat- en materiaalwetenschappen AI en computerwetenschappelijke toepassingen Aurora Luchtvaart & luchtstroomonderzoek Canceronderzoek en materiaalontdekking Modellen van energiesystemen Grote data-analyse en wetenschappelijke simulatie Leveranciers en landen Supercomputer Aandeel What Comes After Exascale? De eerste Petaflop computer In 2008 debuteerde hij. Om de exascale te bereiken. Roadrunner 14 years Dus wat is de volgende? — machines die 1021 drijvende operaties per seconde kunnen uitvoeren. Zettascale Er komen zal niet gemakkelijk zijn. Nieuwere systemen zoals Bijna exascale prestaties met de helft zoveel kernen als de top supercomputer. Nieuwere supercomputers hebben slingshot 400 Gbps schakelaars, dus twee keer de netwerksnelheid als de top supercomputer. Alle goede tekenen. JUPITER Nieuwe ideeën zullen nodig zijn.Misschien radicaal verschillende architecturen.Misschien gespecialiseerde versnellers.Misschien zelfs kwantumco-processors op een dag.Met AI/ML-bevorderend onderzoek is het waarschijnlijk dat het eerste zettascale-systeem binnen het volgende decennium zal aankomen. Tot die tijd wordt al een nieuwe golf krachtige machines in gebruik genomen, zoals het ministerie van Energie. en En de Franse . Lux Discovery Alice Recoque De supercomputerrace gaat door – rustig, in klimaatgecontroleerde gebouwen, aangedreven door water, elektriciteit en een absurde hoeveelheid wiskunde.
