China, prin volum, și Statele Unite, prin calitate, își continuă lupta pentru a construi cele mai puternice computere, o cursă în care participarea spaniolă este anecdotică

Cel mai puternic supercomputer din lume se numește Fugaku, se află în Centrul pentru Știința Computațională din Japonia și are mai mult de șapte milioane de nuclee. Tocmai a fost determinat de noul clasament Top500, făcut public luni, care dezvoltă clasamentul mondial al acestor sisteme de la sfârșitul anilor '80. Cu un sfert de secol în urmă, cel mai puternic supercomputer din lume se afla și în Japonia, se numea tunel numeric al vântului (NWT), iar numele său poetic nu putea fi mai literal: era un simulator de test aerodinamic dezvoltat de Fujitsu pentru Laboratorul Național Aerospațial din Japonia. A fost în partea de sus a Top500 din 1993 până în 1996. "NWT a fost unul dintre primele computere care a folosit o arhitectură vectorială paralelă ajungând la 100 GFLOPS cu doar 140 de nuclee. Deși la nivel tehnologic există puțină similitudine între NWT și Fugaku, mașina actuală este în mod clar rodul experienței Fujitsu în supercomputere cuplat cu un consum redus ", motivează Carlos Cordero, directorul tehnologic Fujitsu din Spania.

supercomputerul

„Cei care nu calculează, nu concurează”, spune Mateo Valero, directorul Barcelona Supercomputing Center (BSC), sediul celebrului MareNostrum, care a deținut o poziție în clasament din 2004 și în acel timp și-a înmulțit puterea. până la 300. Cuvintele lui Valero descriu perfect evoluția pe care a suferit-o sectorul supercomputerelor în ultimii 25 de ani: o concurență constantă și în continuă schimbare din partea producătorilor, țărilor și centrelor de cercetare. „Supercomputarea, alături de tehnologia inspirată de calculul cuantic, vor fi cei doi cai de lucru în tehnologie în următorii ani. Fujitsu are un lider important în ambele tehnologii și având în vedere importanța pe care o vor avea pentru a ajuta la rezolvarea multor provocări importante. cu care se va confrunta omenirea în următorul deceniu, sunt două linii de muncă și investiții care sunt absolut prioritare ”, adaugă Cordero.

Calculul și concurența nu sunt un capriciu și mai puțin acum. Criza coronavirusului a făcut din aceste sisteme o resursă prețioasă în cercetarea bolilor. Valero însuși confirmă faptul că MareNostrum își contribuie deja puterea de calcul la un proiect în care colaborează alte țări europene. Și de cealaltă parte a iazului, Donald Trump a anunțat în urmă cu câteva luni că Casa Albă își va uni forțele cu IBM, Amazon, Microsoft și Google pentru a concentra puterea maximă de calcul în căutarea tratamentelor și vaccinurilor: 16 sisteme care împreună ating 330 petaFLOPS.

Distribuirea Top 500 pe țări și producători

FLOPS -operarea punctului plutitor pe secundă- reprezintă magnitudinea care descrie performanța foarte ridicată a acestui echipament și unul dintre cele mai prețioase active ale oricărui computer care dorește să concureze la scară globală. Deși au apărut clasamente mai specifice, cum ar fi Green500, care ține cont de costurile energetice, intrarea în ilustrul Top500 este o chestiune de viteză. „Calculatoarele sunt clasificate după executarea unui program care constă în rezolvarea unui sistem de ecuații liniare”, îi spune el lui Valero. Primul care va termina va fi cel mai rapid din lume. Cei care îl urmează vor ocupa următoarele poziții pe listă, până vor ajunge la jumătate de mie de echipe.

Tunelul numeric al vântului a atins o viteză maximă de 0,17 teraFLOPS în 1995. Cea mai bună marcă a Fugaku depășește 415.000 TFlops și le dublează pe cele ale echipei care ocupă a doua poziție în clasament, Summitul American, care își menținuse conducerea în ultimele patru ediții ale clasificării, publicate în fiecare an în noiembrie și iunie. „Arhitectura Fugaku se bazează pe procesorul A64FX. Acest procesor, proiectat de Fujitsu urmând arhitectura v8-A a ARM, este astăzi procesorul cu cele mai bune performanțe pe watt de energie consumată și integrează, de asemenea, instrucțiuni de procesare vectorială și un set de instrucțiuni care accelerează semnificativ antrenament în inteligență artificială ”, explică Cordero.

Dacă Statele Unite ar fi pus un computer la cârmă, nu ar fi surprins pe nimeni: a făcut acest lucru pentru 28 din cele 51 de ediții bianuale ale Top500, publicate în ultimii 25 de ani. China a atins topul de 11 ori și Japonia 12. Cealaltă noutate este că liderul istoric nu mai are o dominație absolută în războiul de calcul de înaltă performanță. A pierdut-o pentru prima dată în fața Chinei în iunie 2016 și nu a mai recuperat-o din iunie 2017. Atât de mult, încât, potrivit noilor date, gigantul asiatic reprezintă acum 45,2% din echipele calificate, comparativ cu 22,8% dintre americani și un îndepărtat 5,8% din japonezi. „Au investit în achiziționarea multor mașini pentru a le pune în slujba cercetătorilor și a companiilor și, în paralel, dezvoltă mașini pentru a concura cu Statele Unite și Japonia”, explică Valero. Restul țărilor împart restul de 26,2%, cu concentrații mult mai mici decât cele ale celor două superputeri.

Evoluția numărului de supercalculatoare din Top500

Deocamdată, istoria este încă de acord cu Statele Unite: aproape jumătate din cele 25.500 de supercalculatoare care au făcut nișă în Top500 începând cu 1995 se aflau pe teritoriul său, în timp ce China se poate lăuda până acum că a aruncat puțin mai mult de 2.800 de echipe în clasament publicat în noiembrie și iunie din 1995 până în iunie 2020; și aceasta este a doua țară cu cea mai mare prezență pe un podium, completată de Japonia cu 2.086 de echipe. "Statele Unite au fost foarte clare în această privință de mulți ani. Pentru securitatea națiunii, pentru competitivitatea companiilor, știți cum sunt acești tipi și mai mult cu cea pe care o au acum", spune directorul BSC.

Dar datele superiorității americane în competiția de calcul nu se termină aici. China pălește și în FLOPS. Conform celor mai recente date, Statele Unite continuă să dețină 25,7% din puterea de calcul, comparativ cu 25,4% în China și deloc de neglijat 23,7% în Japonia. „Adică, una câte una, mașinile americane sunt mai puternice decât cele chinezești”, continuă Valero. „Și asta nu înseamnă că este pentru că este tehnologie chineză, deoarece multe dintre mașinile lor încă folosesc tehnologia americană”.

Și Spania? Singura sa poziție atinsă în ultimul clasament corespunzător Marenostrum este completată cu celelalte 149 realizate în ultimii 25 de ani. "Suma este mică și asta reflectă într-adevăr faptul că Spania dedică resurse supercomputerului, dar nu la nivelul altor țări. Și, desigur, directorul centrului spune că suntem foarte mulțumiți de resursele pe care ni le oferă administrațiile ", clarifică Valero. Pe lângă BSC, în istoria Top500 apar și alte instituții sau companii, precum Centrul pentru Cercetări Energetice, de Mediu și Tehnologice (CIEMAT), Agenția Meteorologică de Stat (AEMET), Vodafone, Telefónica, El Corte Inglés sau Carrefour . "Un supercomputer este un instrument foarte util și necesar pentru o mare parte din cercetările de ultimă oră care au loc într-o țară. De exemplu, medicina personalizată, schimbările climatice, nanotehnologia. Deci, cu cât aveți mai multe instrumente, cu atât mai multe grupuri sunt create în jurul instrument și se fac mai multe cercetări și cu atât mai mult puteți ajuta societatea ”, spune directorul BSC.

Echipamente și producători din principalele țări (și Spania)

Trezirea giganților chinezi îl are pe Lenovo în prim plan și decolarea spectaculoasă a acestuia în ultimii 15 ani nu este un accident: este produsul achiziționării de către companie a diviziei de supercomputer IBM. "Pentru noi, supercomputul este vârful de lance al dezvoltării tehnologice. Acest lucru ne permite să dezvoltăm noi tehnologii care vor fi transferate ulterior către calculul de uz general", explică Miguel Terol, arhitectul soluțiilor de calcul de înaltă performanță la Lenovo EMEA. În noul clasament, 180 din echipele Top500 au venit de la fabrica Lenovo, inclusiv aparatul MareNostrum.

Compania chineză, care a cumpărat deja divizia de calculatoare personale de la IBM în 2005, susține literalmente mărturia acestui lucru, care în deceniile precedente a condus clasamentul. Pe cealaltă parte a inelului, Hewlett Packard Enterprise (HPE), de asemenea un lider clasic al Top500, se pregătește să reapară după finalizarea achiziției Cray anul trecut. Deocamdată, Valero nu este preocupat de concentrarea atât de multă putere de calcul în atât de puține mărci: „Concurența este întotdeauna bună, dar ceea ce mă îngrijorează este că Europa nu o are. Întregul război economic este pentru 5G. Și inteligența artificială Și în Europa suntem orfani ", susține el. "Este bine să le folosești în sine. Pentru că știința și ingineria avansează. Și ceea ce este foarte bun este și să le fabrice, deoarece îți oferă autonomie. Nu numai pentru aplicațiile de supercomputere, ci și pentru toate cele de inteligență artificială, computere de margine, autovehicule autonome, servere. Europa trebuie să parieze pe proiectarea cipurilor ".

În plus, pentru directorul BSC, a venit momentul să acordăm atenție altor clasificări care țin mai mult seama de sustenabilitatea echipelor. "Cât de repede ești, dar cât costă energia ta?" „Uită-te la a cincea mașină, una dintre cele chinezești”. Se referă la Tianhe-2A, situat în Centrul Național de Supercomputing din Guangzhou. În Green500, care măsoară eficiența energetică a computerelor clasate în Top500, al cincilea cel mai puternic supercomputer din lume cade pe locul 87. "Pentru noi, performanța și sustenabilitatea nu sunt două variabile independente. Nu există una fără cealaltă. Deci, Obținerea unor performanțe mai mari implică în mod inevitabil realizarea unei eficiențe energetice mai mari, deoarece disponibilitatea resurselor energetice este limitată ”, subliniază Terol. În cazul lui Fugaku, pe care Cordero îl descrie ca „un sistem de supercomputere extrem de durabil”, primul loc al Top500 devine Green500 într-un al nouălea, de asemenea, respectabil.

Se răcește cu apă fierbinte

Marele pariu al Lenovo de a limita consumul de energie al computerelor sale se numește Neptun. Această abordare contraintuitivă se bazează pe un sistem de răcire a apei calde. "În sistemele tradiționale de răcire trebuie să răcim apa la temperaturi scăzute pentru a putea răci corect echipamentul. Putem pune apă până la 50 de grade, astfel încât costul răcirii este mult mai mic", spune Terol. Acest lucru este, de asemenea, completat de un sistem de monitorizare și reglare a consumului de energie în timp real.