Máy tính chơi game của bạn hỗ trợ VR, xử lý 3D siêu mượt, tóm lại rất chi là nhanh, và bạn vô cùng tự hào về nó, đúng không nào? Nhưng đó chỉ là chiếc máy tính bình thường thôi, tại sao ư? Vì nó không thể mô phỏng toàn bộ vũ trụ trong hàng triệu năm, không thể đảm bảo độ an toàn và tin cậy cho các vũ khí hạt nhân hay làm sáng tỏ nguyên nhân gây ra những cơn bão mùa hè ở châu Âu.

So thế thì so làm sao được, đó là công việc của những siêu máy tính mà. Chuẩn, bạn nghĩ đúng rồi đấy, đó chính xác là những công việc của một siêu máy tính. Và hôm nay chúng ta sẽ nói về siêu máy tính, điểm danh top 10 siêu máy tính nhanh nhất hiện nay trên thế giới nhé.

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.

Top 10 siêu máy tính trên thế giới
10. Frontera, Hoa Kỳ
Tốc độ: 23,516 petaflop, hiệu suất đỉnh: 38,746 petaflop

Siêu máy tính Frontera

Được cài đặt tại Trung tâm Điện toán Nâng cao tại Đại học Texas ở Austin vào tháng 9 năm ngoái, Frontera là hệ thống Dell C6420 được trang bị 448.448 lõi Intel Platinum Xeon, hệ thống đạt được 23,5 petaflop.

Frontera hỗ trợ nghiên cứu trên tất cả các lĩnh vực khoa học, bao gồm những lĩnh vực liên quan đến cơ học lượng tử, thiết kế thuốc, tiêu diệt các loại virus mới nổi và vật lý học về các lỗ đen.

9. HPC5, Ý
Tốc độ: 35,450 petaflop, hiệu suất đỉnh 51,721 petaflop

HPC5
Hệ thống Dell PowerEdge, HPC5 được lắp đặt bởi công ty Eni S.p.A và được đặt bên trong Trung tâm Dữ liệu Xanh của Eni ở Ý. Là một trong những hệ thống máy tính bền vững và mạnh mẽ nhất trên thế giới, HPC5 được sử dụng để nghiên cứu các nguồn năng lượng mới.

Với hiệu suất 35,5 petaflop, đây là hệ thống mạnh nhất trong danh sách được sử dụng cho mục đích thương mại tại trang web của khách hàng. Nó sử dụng CPU Intel Xeon Gold và GPU NVIDIA Tesla V100.

8. JUWELS Booster Module, Đức
Tốc độ: 44,120 petaflop, hiệu suất đỉnh 70,980 petaflop

Siêu máy tính JUWELS Booster Module

JUWELS Booster Module do Atos xây dựng là ứng dụng mới nhất trong danh sách. Máy BullSequana gần đây đã được lắp đặt tại Forschungszentrum Jülich (FZJ) ở Đức và là hệ thống mạnh mẽ nhất ở Châu Âu, với tốc độ 44,1 petaflop HPL.

Dựa trên kiến ​​trúc hệ thống mô-đun, JUWELS được cung cấp bởi bộ xử lý AMD và GPU NVIDIA, tương tự như hệ thống Selene.

7. Tianhe-2A, Trung Quốc
Tốc độ: 61,445 petaflop, hiêu suất đỉnh 100,679 petaflop

Tianhe-2A
Với 61,4 petaflop, Tianhe-2A (hay còn gọi là MilkyWay-2A) đã leo một bậc, vươn tới vị trí thứ 6. Được phát triển bởi Đại học Công nghệ Quốc phòng Trung Quốc (NUDT), Tianhe-2A được lắp đặt tại Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia ở Quảng Châu.

Tianhe-2A được trang bị CPU Intel Xeon và bộ gia tốc Matrix-2000 DSP của NUDT. Nó được sử dụng cho các ứng dụng giả lập, phân tích và bảo mật của chính phủ. Tianhe-2A giữ vị trí số 1 từ tháng 6 năm 2013 đến tháng 11 năm 2015.

6. Selene, Hoa Kỳ
Tốc độ: 63,460 petaflop, hiệu suất đỉnh 79,215 petaflop

Siêu máy tính Selene 

Được lắp đặt tại NVIDIA Corp, Selene đã nhảy lên vị trí thứ năm từ vị trí thứ bảy trong bảng xếp hạng tháng 6. Sau lần nâng cấp gần đây, Selene đã đạt được 63,4 petaflop trên HPL, gần gấp đôi số điểm trước đó là 27,6 petaflop.

NVIDIA đã công bố Selene, siêu máy tính AI của mình, vào tháng 6 năm nay, sau khi xây dựng và chạy nó trong vòng chưa đầy một tháng. Các ứng dụng chính của nó bao gồm phát triển và kiểm tra hệ thống, khối lượng công việc AI nội bộ và công việc thiết kế chip.

5. Perlmutter
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.

4. Sunway TaihuLight, Trung Quốc
Tốc độ: 93,015 petaflop, hiệu suất đỉnh 125,436 petaflop.

Siêu máy tính Sunway TaihuLight

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.

3. Sierra, Hoa Kỳ
Tốc độ: 94,640 petaflop, hiệu suất đỉnh 125,712 petaflop

Sierra
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.

2. Summit, Hoa Kỳ
Tốc độ: 148,600 petaflop, hiệu suất đỉnh 200,795 petaflop

Siêu máy tính Summit

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”.

1. Fugaku, Nhật Bản
Tốc độ: 442,010 petaflop, hiệu suất đỉnh 537,212 petaflop

Fugaku
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.