Википедия

Фугаку

Фугаку (яп. 富岳 Фугаку, книжн. «гора Фудзи»; букв. «пик Фудзи») — японский суперкомпьютер, названный в честь альтернативного книжного названия горы Фудзи, установлен в Центре вычислительных наук Института физико-химических исследований (RIKEN) в Кобе, Япония. В июне 2020 года стал самым быстрым суперкомпьютером в мире в рейтинге Top500. Впервые в истории занял первое место во всех основных суперкомпьютерных рейтингах — Top500, LINPACK, HPCG[en], HPL-AI и Graph500[2]. Начал разрабатываться в 2014 году как продолжатель K computer. Официально введён в эксплуатацию 9 марта 2021 года, хотя отдельные компоненты компьютера начали работу в июне 2020 года.[3] Это первый суперкомпьютер на базе ARM, который занял первое место в Top500.

Фугаку
яп. 富岳
Суперкомпьютер Фугаку
Суперкомпьютер Фугаку
Активность с 2020
Спонсоры Fujitsu[1]
Операторы RIKEN
Местонахождение Центр вычислительных наук RIKEN, Кобе, (Япония)
Архитектура 158976 узлов, Fujitsu A64FX[en] 52-ядерные ЦПУ, Tofu Interconnect[en] D
Мощность 29,899 МВт
Оперативная память HBM2 32 ГиБ/узел
Производительность 442,010 петафлопс рабочая и 537,212 петафлопс пиковая, после модернизации выше 2,0 эксафлопс на другом тесте смешанной точности
Рэнкинг 1 (Top500, ноябрь 2020)
Веб-сайт postk-web.r-ccs.riken.jp
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
PRIMEHPC FX1000 (HPC-стойка аналогичная узлу Фугаку) на Supercomputing Conference[en] 2019

После небольшой модернизации, по состоянию на ноябрь 2020 года, Фугаку увеличил свою производительность в суперкомпьютерных рейтингах HPC-AI и HPL-AI со смешанной точностью до 2,0 эксафлопс.[4] Фугаку достиг первого места в рейтингах, включая LINPACK, Graph500, HPL-AI и HPCG[en]. Ни один из предыдущих суперкомпьютеров никогда не возглавлял сразу все четыре рейтинга.[5] Фугаку — первый суперкомпьютер, достигший производительности выше одного эксафлопса любой точности на любом типе оборудования, продемонстрировав рост производительности на 42 %[6]. Интересно, что количество ядер Arm A64FX было увеличено только на 4,5 %, до 7 630 848, но измеренная производительность выросла намного больше в этом рейтинге и немного больше в Top500, или на 6,4 %, до 442,010 петафлопс, что является новым мировым рекордом[7]. В рейтинге High-Performance Conjugate Gradient (HPCG) производительность выросла более чем в 5,4 раза[8].

Производительность Фугаку (442,01 петафлопс) превосходит совокупную производительность идущих за ним следом 4 суперкомпьютеров (399,7146 петафлопс) или почти 5 суперкомпьютеров (461,1591 петафлопс) из списка Top500 и на 45 % превосходит производительность всех остальных суперкомпьютеров из первой десятки списка в суперкомпьютерном рейтинге HPCG[9].

Аппаратные средства править

В суперкомпьютере используются микропроцессоры Fujitsu A64FX[en], основанные на архитектуре ARM версии 8.2A с использованием масштабируемых векторных расширений (Scalable Vector Extensions)[10]. Разработчики Фугаку намеревались построить компьютер в 100 раз более мощный, чем K computer (то есть с производительностью 1 эксафлопс) и с высоким уровнем практичности[11][12]. Всего в Фугаку установлено 158 976 процессоров Fujitsu A64FX[en], соединённых с помощью проприетарного Tofu Interconnect[en] от Fujitsu[13].

Заявленная производительность суперкомпьютера составляет 0,44 эксафлопс, а пиковая — 0,54 эксафлопс в FP64, используемом Top500[6].

Программное обеспечение править

Фугаку использует «легковесную многоядерную операционную систему» IHK/McKernel. Она включает одновременно работающие ядро Linux и облегчённое ядро операционной системы McKernel. Инфраструктура, на которой работают оба ядра, называется «интерфейс гетерогенных ядер» (Interface for Heterogeneous Kernels, IHK). Высокопроизводительные симуляции выполняются на McKernel, а Linux доступен для всех других POSIX-совместимых сервисов[14][15][16][17].

История править

23 мая 2019 года RIKEN объявил название суперкомпьютера — Фугаку[18]. В августе 2019 года был представлен логотип компьютера, на котором изображена гора Фудзи — он символизирует «высокую производительность Фугаку» и «широкий круг его пользователей»[19][20]. В ноябре 2019 года прототип Фугаку занял первое место в рейтинге Green500[en][21][22]. Отгрузка стоек с оборудованием в RIKEN началась 2 декабря 2019 года[23] и была завершена 13 мая 2020 года[24]. В июне 2020 года Фугаку стал самым быстрым суперкомпьютером в мире в рейтинге TOP500, сместив на второе место предыдущего лидера IBM Summit[13].

В 2021 году Фугаку смог точно смоделировать тепловую конвекцию и магнитное поле в недрах Солнца, которые в результате воспроизвели его дифференциальное вращение. Было достигнуто моделирование с беспрецедентно высоким разрешением. В симуляции использовались 5,4 миллиарда точек, и удалось воспроизвести дифференциальное вращение Солнца с быстрым экватором и медленными полюсами. На основе предыдущих расчетов предполагалось, что в зоне конвекции магнитная энергия меньше турбулентной и играет второстепенную роль. Однако теперь взгляд на недра Солнца изменился – модель показала сильные магнитные поля, энергия которых более чем в два раза превышает энергию турбулентности. Кроме этого, ученые выяснили, что магнитное поле играет важную роль в создании и поддержании дифференциального вращения Солнца.[25][26][27]

Фугаку используется для исследований связанных с пандемией COVID-19[28][29], для прогнозирования и моделирования цунами и их последствий[30][31], а также для прогнозирования погоды в Большом Токио.[32]

В 2023 году Фугаку использовался Токийским технологическим институтом, институтом физико-химических исследований RIKEN, компанией Fujitsu и университетом Тохоку для разработки генеративных моделей искусственного интеллекта на японском языке.[33]

Примечания править

  1. ↑ ポスト「京」の製造を開始 (неопр.). 富士通 (15 апреля 2019). Дата обращения: 25 мая 2019. Архивировано 28 сентября 2020 года.
  2. ↑ https://twitter.com/profmatsuoka/status/1275085055354974210. Twitter. Дата обращения: 26 июня 2020. Архивировано 22 июня 2020 года.
  3. ↑ "Supercomputer Fugaku, named after Mt. Fuji, makes its debut". The Asahi Shimbun. 2020-06-16. Архивировано из оригинала 13 июля 2020. Дата обращения: 23 июня 2020.
  4. ↑ Fugaku Retains Title as World's Fastest Supercomputer. Дата обращения: 29 июня 2021. Архивировано 17 ноября 2020 года.
  5. ↑ Byford, Sam ARM-based Japanese supercomputer is now the fastest in the world (англ.). The Verge (23 июня 2020). Дата обращения: 23 июня 2020. Архивировано 23 июня 2020 года.
  6. ↑ 1 2 November 2020 | TOP500. www.top500.org. Дата обращения: 18 ноября 2020. Архивировано 11 мая 2021 года.
  7. ↑ Supercomputer Fugaku - Supercomputer Fugaku, A64FX 48C 2.2GHz, Tofu interconnect D | TOP500. www.top500.org. Дата обращения: 18 ноября 2020. Архивировано 28 января 2022 года.
  8. ↑ HPCG - November 2020 | TOP500. www.top500.org. Дата обращения: 18 ноября 2020. Архивировано 6 мая 2021 года.
  9. ↑ HPCG - November 2020 | TOP500. www.top500.org. Дата обращения: 1 декабря 2020. Архивировано 6 мая 2021 года.
  10. ↑ ポスト「京」のCPUの仕様を公表 (неопр.). 富士通 (22 августа 2018). Дата обращения: 25 мая 2019. Архивировано 22 сентября 2020 года.
  11. ↑ "スパコン「京」後継機は「富岳」 計算性能100倍、21年稼働". 毎日新聞 (яп.). 2019-05-23. Архивировано из оригинала 3 сентября 2020. Дата обращения: 30 мая 2019.
  12. ↑ "Fugaku Remakes Exascale Computing In Its Own Image". 2019-12-09. Архивировано из оригинала 22 июня 2020. Дата обращения: 22 июня 2020.
  13. ↑ 1 2 Cutress, Dr Ian (2020-06-22). "New #1 Supercomputer: Fujitsu's Fugaku and A64FX take Arm to the Top with 415 PetaFLOPs". www.anandtech.com. Архивировано из оригинала 2 декабря 2020. Дата обращения: 22 июня 2020.
  14. ↑ Outline of the Development of the Supercomputer Fugaku. RIKEN Center for Computational Science. Дата обращения: 23 июня 2020. Архивировано из оригинала 23 января 2021 года.
  15. ↑ McKernel. RIKEN. Дата обращения: 23 июня 2020. Архивировано из оригинала 23 июня 2020 года.
  16. ↑ McKernel. RIKEN. Дата обращения: 23 июня 2020. Архивировано из оригинала 23 июня 2020 года.
  17. ↑ Проект Фугаку на сайте GitHub
  18. ↑ ポスト「京」の名称 「富岳（ふがく）」に決定 (неопр.). 理化学研究所 (23 мая 2019). Дата обращения: 25 мая 2019. Архивировано 21 сентября 2019 года.
  19. ↑ R-CCS announced the Fugaku logo | RIKEN Center for Computational Science RIKEN Website. www.r-ccs.riken.jp. RIKEN Center for Computational Science. Дата обращения: 23 июня 2020. Архивировано 25 июня 2020 года.
  20. ↑ スーパーコンピュータ「富岳」プロジェクト (неопр.). 理化学研究所. Дата обращения: 25 мая 2019. Архивировано 10 апреля 2018 года.
  21. ↑ November 2019. TOP500.org. Дата обращения: 20 ноября 2019. Архивировано 18 ноября 2019 года.
  22. ↑ Fugaku prototype named greenest supercomputer. RIKEN (18 ноября 2019). Дата обращения: 20 ноября 2019. Архивировано 27 июня 2020 года.
  23. ↑ Fujitsu Begins Shipping Supercomputer Fugaku. Fujitsu (2 декабря 2019). Дата обращения: 23 июня 2020. Архивировано 19 июня 2020 года.
  24. ↑ Delivery of the Supercomputer Fugaku has been Completed. RIKEN Center for Computational Science (13 мая 2020). Дата обращения: 23 июня 2020. Архивировано 21 июня 2020 года.
  25. ↑ Раскрыта тайна дифференциального вращения Солнца - Ин-Спейс. Дата обращения: 24 февраля 2022. Архивировано 24 февраля 2022 года.
  26. ↑ Японский суперкомпьютер разгадывает загадку вращения Солнца - Nachedeu. Дата обращения: 24 февраля 2022. Архивировано 24 февраля 2022 года.
  27. ↑ Раскрыта тайна дифференциального вращения Солнца. Дата обращения: 24 февраля 2022. Архивировано 24 февраля 2022 года.
  28. ↑ McCurry, Justin (2020-08-26). "Non-woven masks better to stop Covid-19, says Japanese supercomputer". The Guardian (англ.). Архивировано из оригинала 22 сентября 2020. Дата обращения: 22 сентября 2020. {{cite news}}: Указан более чем один параметр |accessdate= and |access-date= (справка)
  29. ↑ McCurry, Justin (2020-09-22). "Face shields ineffective at trapping aerosols, says Japanese supercomputer". The Guardian. Архивировано из оригинала 22 сентября 2020. Дата обращения: 22 сентября 2020. {{cite news}}: Указан более чем один параметр |accessdate= and |access-date= (справка)
  30. ↑ Fugaku-Trained AI Model to Monitor Tsunamis. Дата обращения: 12 марта 2021. Архивировано 27 февраля 2021 года.
  31. ↑ Fujitsu Leverages World’s Fastest Supercomputer 'Fugaku' and AI. Дата обращения: 12 марта 2021. Архивировано 16 февраля 2021 года.
  32. ↑ Predicting Torrential Rain with the Supercomputer Fugaku. Дата обращения: 25 июля 2021. Архивировано 25 июля 2021 года.
  33. ↑ Fugaku Supercomputer to Train AI in Japanese Language Models. The Japan News (23 мая 2023). Дата обращения: 7 августа 2023. Архивировано 8 июня 2023 года.

Ссылки править

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Фугаку&oldid=136674786