10 siêu máy tính nhanh nhất thế giới 2024

Dự án Top500 về siêu máy tính được công bố hai lần mỗi năm, online hoặc tại Hội nghị Siêu máy tính quốc tế và Hội nghị Siêu máy tính ACM/IEEE vào cuối tháng 5 hoặc đầu tháng 6 và tháng 11

Dự án này được thực hiện bởi các chuyên gia tên tuổi như Jack Dongarra của Đại học Tennessee; Knoxville, Erich Strohmaier và Horst Simon của Trung tâm Máy tính khoa học nghiên cứu năng lượng Mỹ; Hans Meuer của Đại học Mannheim... và thường niên từ năm 1993.

Siêu máy tính là gì?

Supercomputer hay siêu máy tính là các High Performance Computer (HPC) - máy tính hiệu suất cao, với khả năng tính toán vượt trội, hơn xa mức bạn có thể nghĩ. Chúng "cày bừa" chăm chỉ tại những trường đại học, phòng thí nghiệm và những cơ sở lớn, quan trọng khác trên thế giới.

Các siêu máy tính đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực khoa học tính toán, và được sử dụng cho một loạt các nhiệm vụ tính toán phức tạp trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cơ học lượng tử, dự báo thời tiết, nghiên cứu khí hậu, thăm dò dầu khí, mô hình phân tử (tính toán các cấu trúc và tính chất của các hợp chất hóa học, các đại phân tử sinh học, polyme, tinh thể), và các mô phỏng vật lý (như mô phỏng những khoảnh khắc ban đầu của vũ trụ, khí động học của máy bay, tàu vũ trụ, sự nổ tung của vũ khí hạt nhân, sự hợp nhất hạt nhân). Trong suốt lịch sử của mình, các siêu máy tính đã chứng minh được vai trò quan trọng trong lĩnh vực phân tích mật mã.

Tốc độc của siêu máy tính đo bằng gì?

Tốc độ của siêu máy tính được đo bằng FLOPS (floating-point operations per second - số phép tính điểm phù động mỗi giây) thay vì MIPS (million instructions per second - triệu lệnh trên giây). Tính đến năm 2015, có những siêu máy tính có thể thực hiện tới 10 triệu tỷ FLOPS, được đo bằng P (eta) FLOPS. Phần lớn siêu máy tính ngày nay chạy các hệ điều hành dựa trên Linux.

Tốc độ của các siêu máy tính trong danh sách này cũng được tính bằng petaflop, một petaflop tương đương với 10^15 (10 triệu tỷ) phép tính/giây, các bạn cứ từ từ nhân nhé.

• Vũ trụ ảo lớn nhất thế giới được tạo ra bởi siêu máy tính của Trung Quốc

10 siêu máy tính trên thế giới

1. Frontier, Hoa Kỳ

Frontier được xây dựng vào năm 2022 bởi công ty công nghệ thông tin đa quốc gia của Mỹ Hewlett Packard Enterprise, phối hợp với công ty con Cray. Đây là siêu máy tính exascale đầu tiên trên thế giới, có nghĩa là nó có thể tính toán ít nhất 10^18 phép tính mỗi giây.

Frontier có tổng cộng 8.730.112 lõi và đạt 1.1 EFLOPS (hoặc exaflops) trong các bài kiểm tra benchmark Linpack. Nó dựa trên kiến ​​trúc HPE Cray EX235a mới nhất và sử dụng sự kết hợp của CPU thế hệ thứ 3 64-lõi 2GHz 7A53s và GPU MI250X của AMD.

Frontier cũng là siêu máy tính hiệu quả nhất trên thế giới, với xếp hạng hiệu suất năng lượng là 52,23 gigaflop/watt. Mỗi chiếc trong số 74 computing cabinet của nó nặng khoảng 3,63 tấn và toàn bộ hệ thống có tổng chi phí lên tới 600 triệu USD.

2. Fugaku, Nhật Bản

Tốc độ: 442,010 petaflop, hiệu suất đỉnh 537,212 petaflop

Được xây dựng bởi Fujitsu, Fugaku được lắp đặt tại Trung tâm Khoa học Máy tính RIKEN (R-CCS) ở Kobe, Nhật Bản. Với phần cứng bổ sung, hệ thống đã đạt được kỷ lục thế giới mới với kết quả 442 petaflop trên HPL, vượt gấp 3 lần so với hệ thống thứ hai trong danh sách.

Giám đốc của RIKEN, Satoshi Matsuoka, cho biết rằng “cuối cùng đã có thể sử dụng toàn bộ cỗ máy thay vì chỉ một phần nhỏ của nó”.

Kể từ cuộc thi tháng 6, nhóm của ông đã có thể tinh chỉnh code để đạt hiệu suất tối đa. Matsuoka nói: “Tôi không nghĩ chúng ta có thể cải thiện được nhiều hơn nữa".

3. Aurora

Đây là một trong những siêu máy tính ít tuổi nhất trong danh sách có thể trở nên mạnh nhất trong tương lai.

Siêu máy tính Aurora có công suất: 585 petaFLOPS (0,59 exaFLOPS), được đặt tại phòng thí nghiệm quốc gia Argonne - Illinois, Mỹ (ALCF). Đây là siêu máy tính exascale thứ hai được chế tạo.

Aurora là kết quả hợp tác giữa Intel và HPE, lần đầu hoạt động vào tháng 6/2023. Siêu máy tính này được tích hợp công cụ và phân tích khoa học, thực hiện lập mô hình, mô phỏng và chạy trí tuệ nhân tạo (AI).

Đại diện của ALCF cho biết, Aurora có tiềm năng đạt công suất tính toán 2 exaFLOPS, gấp đôi so với Frontier. Sức mạnh của nó có thể tạo ra mô hình chính xác ở nhiều lĩnh vực, bao gồm dự đoán khí hậu, khoa học vật liệu, lưu trữ năng lượng và phản ứng nhiệt hạch.

Trọng tâm đối với Aurora là phản ứng nhiệt hạch.

4. Eagle

Thay vì nằm trong phòng thí nghiệm, Eagle nằm trong toàn bộ hệ thống data center vận hành dịch vụ máy chủ đám mây Azure của Microsoft cho phép bất cứ ai cũng có thể tiếp cận nó thông qua nền tảng đám mây Microsoft Azure.

Siêu máy tính Eagle có công suất 561 petaFLOPS (0,56 exaFLOPS), lần đầu hoạt động vào tháng 8/2023.

Siêu máy tính của Microsoft trang bị CPU Intel Xeon Platinum 8480C 48 nhân kiến trúc Sapphire Rapids, GPU Nvidia H100 kiến trúc Hopper, cầu nối dữ liệu Nvidia Infiniband NDR, tổng cộng 1.1 triệu nhân xử lý.

5. LUMI, Phần Lan

LUMI (Large Unified Modern Infrastructure) được HPE xây dựng vào năm 2022 và đặt tại Phần Lan, trở thành siêu máy tính nhanh nhất Châu u. LUMI có tổng cộng 1.110.144 lõi và đạt tốc độ 151,9 PFLOPS.

LUMI chạy trên cùng một bộ xử lý với Frontier và có xếp hạng hiệu quả năng lượng là 51,63 gigaflops/watt, khiến nó trở thành siêu máy tính hiệu quả thứ hai trên thế giới.

6. Leonardo (Italy)

Siêu máy tính Leonardo sử dụng chip Xeon Platinum 8358 32C của Intel cùng chip xử lý A100 và HDR100 từ Nvidia đạt sức mạnh tính toán 238,7 petaflop. Siêu máy tính đặt tại thành phố Bologna, hoạt động từ tháng 11/2022. Chi phí xây dựng siêu máy tính của Italy là 240 triệu USD. Intel và Nvidia đảm nhiệm phần mềm vận hành cỗ máy.

7. Summit, Hoa Kỳ

Tốc độ: 148,600 petaflop, hiệu suất đỉnh 200,795 petaflop

Có trụ sở tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (ORNL) ở Tennessee, Summit được xây dựng bởi IBM và là hệ thống nhanh nhất ở Mỹ. Ra mắt vào năm 2018, nó có hiệu suất 148,8 petaflop, với 2.282.544 lõi IBM Power9 và 2.090.880 lõi Nvidia Volta GV100 và có 4.356 note, mỗi node chứa hai CPU Power9 22 lõi và 6 GPU NVIDIA Tesla V100.

Gần đây, hai nhóm làm việc trên Summit đã giành được giải thưởng Gordon Bell danh giá cho thành tích xuất sắc trong lĩnh vực máy tính hiệu suất cao, thường được gọi là “Giải Nobel trong giới siêu máy tính”.

8. Sierra, Hoa Kỳ

Tốc độ: 94,640 petaflop, hiệu suất đỉnh 125,712 petaflop

Một hệ thống tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) ở California, Sierra có chỉ số HPL là 94,6 petaflop. Với mỗi 4320 node lại được trang bị 2 CPU Power9 và 4 GPU NVIDIA Tesla V100, nó có kiến ​​trúc tương tự như kiến ​​trúc của Summit.

Sierra cũng đã lọt vào vị trí thứ 15 trong danh sách Green500 về các siêu máy tính tiết kiệm năng lượng nhất thế giới.

9. Sunway TaihuLight, Trung Quốc

Tốc độ: 93,015 petaflop, hiệu suất đỉnh 125,436 petaflop.

Được lắp đặt tại Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia của Trung Quốc ở thành phố Vô Tích, Sunway TaihuLight trước đây đã giữ vị trí số 1 trong hai năm (2016 và 2017). Tuy nhiên, thứ hạng của nó đã giảm xuống kể từ đó. Nó được xếp ở vị trí thứ ba vào năm ngoái và năm nay đã tụt xuống thứ tư.

Được xây dựng bởi Trung tâm Nghiên cứu Quốc gia về Công nghệ & Kỹ thuật Máy tính Song song của Trung Quốc (NRCPC), Sunway TaihuLight đã đạt được 93 petaflop trên benchmark HPL. Nó được cung cấp độc quyền bởi bộ xử lý Sunway SW26010.

10. Perlmutter, Hoa Kỳ

Tốc độ: 64,6 Pflop/s, hiệu suất đỉnh 89,795 petaflop.

Đây là siêu máy tính mới duy nhất trong danh sách top 10 lần này. Perlmutter dựa trên nền tảng HPE Cray Shasta, sử dụng cả node EPYC của AMD EPYC và 1536 node A100 được tăng tốc của Nvidia.