Sa isang networking event, sinabi ko sa isang fellow industrial engineer na ako ay nagtrabaho sa supercomputers. Siya ay nagsabi, “Big! dapat kong magkaroon ng isang paarayan ng mga ito para sa brewery na ginagawa ko.” I was puzzled, smiled polite, and moved on. Later, it hit me: he probably imagined a supercomputer as some sort of suped-up laptop—RGB lights, absurd specs, maybe liquid cooling if things got really fancy. That confusion is understandable. My parent company makes laptops and printers, after all. Ang katotohanan ay, ang karamihan ng mga tao sa labas ng IT - kahit na ang mga engineers - ay hindi alam kung ano ang isang supercomputer (a.k.a. Sa katunayan, depende sa kung ano ang ibig sabihin ko, mag-explain ko ang mga bagay na ito. High Performance Computing, or HPC) Explaining Supercomputers to a 12‑Year‑Old Kung ako ay nag-explain ito sa aking 12-year-old - na malaman ang gaming laptops karamihan na mas mahusay - sinasabi ko ang isang bagay tulad ng: Alam mo ba kung paano ang iyong gaming laptop ay may tungkol sa 10 CPU core at maaaring isang NVIDIA GPU? Ang mga supercomputer na ginagawa ko ay may Paggamit ng electricity para sa isang maliit na lungsod, at “Ito para sa cool.” over a million CPU and GPU cores combined about 6,000 gallons of water Ito ay karaniwang gumagawa ng trick. At ano, ang mga ito ay nagkakahalaga ng hundreds ng milyon-milyong dolyar, kaya sa katotohanan, hindi sila matatagpuan sa budget ng iyong local brewery para sa pagkuha ng susunod na mahusay na IPA. Who Owns Supercomputers? Ang karamihan ng mga pangunahing supercomputer sa mundo ay kabilang sa mga pinakamahalagang entity sa planeta. Sa Estados Unidos, ito ay karamihan ng federal na pamahalaan - lalo na ang Department of Energy - na nag-sponsor ng ilang national labs sa kumpanya sa mga unibersidad. Ang iba pang mga federal na mga pamahalaan ay gumagamit ng kanilang mga sistema, at ang ilang pinaka-mahalagang mga korporasyon ay gumagana din. (Saudi ARAMCO, halimbawa, ay may kanilang mga supercomputers.) Ang mga makinarya na ito ay ginagamit para sa lahat ng bagay mula sa climate modeling at nuclear simulations sa materyal science, astrophysics, at AI research. How Do You Measure “Fast”? Hindi mo makakakuha ng exact sa isang supercomputer at tinatawag ito isang benchmark. ang krisis Ito ay isang proyekto na tinatawag na Nagsimula noong 1993, na naglalaman at nagdokumento ang 500 na pinakamalaking non-distributed computer systems sa mundo. Ang listahan ay inilathala ng dalawang beses sa isang taon, at ang mga ranking ay batay sa isang benchmark na tinatawag na . Top500 HPL (High Performance Linpack) Ang HPL ay nagpapakita kung paano mabilis ang isang computer ay maaaring mag-solve ng isang malalaking problema ng matematika: isang malakas na sistema ng linear equations. Sa isang simpleng paraan, ito ay tumutulong sa isang bagay tulad ng: A · x = b Nasaan ang: A ay isang gigantic matrix (hindi ng milyon para sa milyon) x at b ay mga vector Upang i-solve ito, ginagamit ang HPL sa pangunahing bahagi ng Gaussian elimination - isang sistematikong paraan ng pag-eliminate ng mga variable hanggang sa ang solusyon ay umalis. (Math teachers everywhere nod approvingly.) Parallelism: One Problem, Thousands of Brains Walang isang computer ay nagtatrabaho sa buong matrix. Sa halip, ang matrix ay tinutukoy sa mga blocks. Ang bawat compute node (o grupo ng CPU / GPU core) ay gumagana sa kanyang sarili. Ang mga nodes ay gumagawa ng mga kalkulasyon lokal, i-eliminate ang mga baryo, i-update ang mga halaga - at pagkatapos ay ibahagi ang mga update na data sa iba pang mga nodes sa pamamagitan ng ultra-fast interconnections tulad ng Slingshot o InfiniBand. at the same time Kapag mayroon ka ng libu-libong mga nodes na nagsasalita sa isa pa sa isa ay kailangan mo ng isang common language. Ang MPI ay isang mensahe-passing application programming interface, kasama ang protocol at semantic specifications para sa kung paano ang kanyang mga tampok ay dapat gawin sa anumang implementation. MPI (Message Passing Interface) MPI ay ang de-facto standard para sa parallel programming sa HPC. Kung ikaw ay gumagana ng HPL, ikaw ay gumagana ng MPI. Ang katumbas na resulta ng HPL ay inilathala bilang floating-point operations per second— Pagkakaiba sa Up to: FLOPS GigaFLOPS (109) — bilyong mga kalkulasyon bawat segundo. cute. TeraFLOPS (1012) — trillions per second. Ngayon kami ay lumabas. PetaFLOPS (1015) — quadrillions per second. Ang mga bagay ay nagsisimula na maging malubhang dito. ExaFLOPS (1018) — quintillions per second. Sa punto na ito, ang mga numero ay hindi na intuitive at nagsimula na maging philosophical. (Ang bawat pagkakataon ay isang thousand times mas mataas kaysa sa unang pagkakataon, lamang sa kaso na ang iyong brain ay hindi pa nawala.) A Bit of Supercomputing History Ang unang sistema sa listahan ng Top500 ay ang Nagsimula ang pag-aaral ng Thinking Machines Corporation noong 1993. CM‑5 (Connection Machine) Fun fact: ang isang CM‐5 ay dumating sa pelikula Ipinanganak siya sa control room na may mga red lights na lumabas sa background. Clearly, alam ni Hollywood na ang mga malakas na computer ay dapat nangangailangan ng isang maliit na peligro. Ang Jurassic Park Welcome to the Exascale Era Ang unang exascale supercomputer sa mundo Napatingin ang exaflop barrier sa May 30, 2022. Frontier Ang Frontier ay liquid-cooled na gumagamit ng tatlong 350-horsepower pump, circulating tungkol sa 6,000 gallon ng hindi-pre-cooled tubig bawat minuto. Ito ay nagbibigay ng halos limang beses ang compute density ng tradisyonal na air-cooled disenyo. Ito ay gumagamit ng tungkol sa 40 megawatt ng kapangyarihan - halos 15,000 single-family households ay gumagamit. ang ay ang: exaflop 1,000,000,000,000,000,000 operations sa bawat segundo (1018 FLOPS) Para sa tingin ito sa perspective: kung ang lahat ng tao sa Earth ay nagtatrabaho Ito ay dapat upang matugunan kung ano ang isang exascale computer ay gumagana sa . one calculation per second over four years one second The Top Exascale Systems (as of November 2025) Ang El Capitan, Frontier, at Aurora ay ang tatlong exascale supercomputer na naka-install sa US Department of Energy labs. Ito ay kasalukuyang ang exascale machine sa Earth. 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 ang kapitan Mga pahinang tumuturo sa HPE Cray EX255a Lawrence Livermore National Laboratory, California, Estados Unidos Mga 11,340,000 1.809 Mga pahinang tumuturo sa AMD 4th Gen EPYC 24C 1.8GHz Mga pahinang tumuturo sa AMD Instinct MI300A ang toss Mga pahinang tumuturo11 2 ang border Mga pahinang tumuturo sa HPE Cray EX235a Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, Estados Unidos Ang mga ito ay 6,176 1.353 I-optimize ang 3rd Generation EPYC 64C 2GHz Mga pahinang tumuturo sa AMD Instinct MI250X Mga pahinang tumuturo Mga pahinang tumuturo11 3 ang Aurora Mga pahinang tumuturo sa HPE Exascale Compute Blade Argonne Leadership Computing Facility, Illinois, Estados Unidos ang napili ng mga taga-hanga 1.012 Intel Xeon CPU Max 9470 52C 2.4GHz Mga pahinang tumuturo sa Intel Data Center ang mga Mga pahinang tumuturo11 4 sa Jupiter Mga pahinang tumuturo sa BullSequana XH3000 Jülich Supercomputing Centre, Germany sa pamamagitan ng 801 344 1.0 ang napili ng mga taga-hanga: Nvidia GH Superchip 72C 3GHz ang napili ng mga taga-hanga: NVIDIA GH200 Superchip ang RHEL ang napili ng mga taga-hanga: 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). At kung ano ang iyong mga tax dollars na ginagamit sa mga beasts ... 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 ang kapitan Simulasyon ng National Security (e.g., stock stewardship) High-fidelity modeling & physics simulasyon Complex scientific modeling & AI-driven workflows ang border Tungkol sa Scientific Research Physics & engineering simulasyon Climate at Materials Science AI at mga application ng computer science ang Aurora Ang Aerospace & Airflow Research ay Cancer Research & Materials Discovery Mga Modelo ng Enerhiya Big-scale data analysis & scientific simulation Suppliers at mga bansa Supercomputer Share What Comes After Exascale? Ang unang petaflop computer, Nagsimula siya noong 2008 at itinatag niya ang Magkakaroon ng exascale. Roadrunner 14 years Ano ang next? - Mga makinarya na maaaring magkaroon ng 1021 floating-point operations per second. Zettascale Huwag kang gagaw ng pasiya na nagmamadali. ipatupad ito at pagkatapos ay tumungo sa ibang bagay. Ang mga supercomputers ay may slingshot 400 Gbps switches, kaya dalawang beses ang speed ng networking bilang ang pinakamataas na supercomputers. Lahat ng mga mahusay na mga tanda. Ngunit lamang ang pag-aalis ng transistors at ang pag-unlad ng mga speed ng network ay magdadala lamang sa atin. JUPITER Ang mga bagong ideya ay kinakailangan. May mga radikal na iba't ibang mga arkitektura. May mga specialized accelerators. May kahit na mga quantum co-processors someday. Sa pamamagitan ng AI/ML empowering research, ito ay posible na ang unang zettascale system ay dumating sa loob ng isang dekada. Sa oras na iyon, isang bagong wave ng malakas na makinarya ay na-commissioned - tulad ng Department of Energy's at ang At ang France . Lux Discovery Alice Recoque Ang supercomputing race ay patuloy—silenteng, sa klima-controled building, na pinapayagan ng tubig, electricity, at isang absurd na halaga ng matematika.
