Komputer Fugaku oparto na 48-rdzeniowym układzie Fujitsu A64FX SoC i jest to pierwsza maszyna wykonana w architekturze ARM, która wspięła się na szczyt listy najwydajniejszych superkomputerów świata. W testach HPL (High Performance Linpack) urządzenie osiągnęło wynik rzędu 415,5 petaflopsów, a więc aż 2,8-krotnie wyższy niż komputer Summit. Szczytowa wydajność Fugaku ma być jednak jeszcze wyższa – w teorii superkomputer może osiągnąć moc jednego eksaflopsa.

Przewaga Fugaku nad komputerem Summit wynika z dużo większej liczby rdzeni. Japoński superkomputer korzysta z aż 7.299.071 rdzeni, podczas gdy jednostka IBM ma ich 2.414.592. Warto jednak zwrócić uwagę, że Fugaku zużywa 28.335 kW energii, tj. ok. 2,8 razy więcej niż potrzebuje jej Summit.

Dodajmy, że obecnie pierwszą piątkę superkomputerów uzupełniają Sierra, również firmy IBM, którego HPL wynosi 94,6 petaflopsów, a także dwa komputery chińskiej produkcji, tj. Sunway TaihuLight i Tianhe-2A, których HPL wynosi odpowiednio 93 i 61,4 petaflopsów.

– Dziesięć lat po zaproponowaniu początkowej koncepcji i sześć lat po oficjalnym rozpoczęciu projektu Fugaku jest już prawie ukończone. Superkomputer został opracowany zgodnie z ideą osiągnięcia wysokiej wydajności w różnych aplikacjach o dużym znaczeniu społecznym, takich jak osiągnięcia Społeczności 5.0. Cieszymy się, że okazał się znakomity we wszystkich głównych testach superkomputerowych – mówi Satoshi Matsuoka, dyrektor Centrum Nauk Obliczeniowych Riken (R-CCS).

W kierunku procesorów AMD Epyc

Choć Fugaku ma osiągnąć pełną moc obliczeniową dopiero w przyszłym roku, prawdopodobnie nie utrzyma zbyt długo swojego rekordu. W niedalekiej przyszłości na szczycie listy Top500 mogą zadebiutować komputery oparte na procesorach AMD Epyc, które mogą zdominować ten ranking. Pierwszą maszyną, która spróbuje pobić rekord Fugaku, będzie superkomputer Frontier opracowany przez inżynierów AMD oraz Cray. Według wstępnych założeń maszyna pojawi się na rynku w 2021 r. i będzie pracować przy wydajności rzędu 1,5 eksaflopsa.

Dwa lata później poprzeczkę wydajnościową ma podnieść El Capitan pracujący na podzespołach Epyc Genoa i Radeon Instinct. Superkomputer powstanie na zamówienie amerykańskiej Narodowej Agencji Bezpieczeństwa Jądrowego i ma sprawdzić się w roli narzędzia do przeprowadzania symulowanych reakcji jądrowych. Wstępne plany zakładają, że El Capitan rozpocznie funkcjonowanie w 2023 r. i będzie w stanie przetwarzać dane z wydajnością ok. 2 eksaflopsów.

Warto zauważyć, że granicę 2 eksaflopsów już teraz udało się przekroczyć dzięki wirtualnemu superkomputerowi Folding@home. Ta platforma naukowa wykorzystywana m.in. do badań nad pozyskaniem leku na Covid-19 odchodzi od idei tworzenia zintegrowanej jednostki i stawia na działania rozproszone. Sieć działa w formie chmury obliczeniowej, do której mogą dołączyć się użytkownicy przemysłowi i domowi z całego świata, łącząc moc wielu komputerów w jeden, wysoce wydajny wirtualny komputer. Obecnie Folding@home może pochwalić się mocą obliczeniową rzędu 2,4 eksaflopsów.

Obecnie to jednak ARM króluje w segmencie superkomputerów. Dobra passa amerykańskiego producenta obejmuje również procesory konsumenckie. Apple właśnie ogłosiło przejście z układów Intela na procesory własnej produkcji, oparte właśnie na architekturze ARM. Transformacja ma potrwać dwa lata. ARM jest już także szeroko wykorzystywany w smartfonach, co wskazuje na wszechstronność platformy.

– Fugaku wskazuje na radykalną zmianę w rodzaju obliczeń tradycyjnie stosowanych w superkomputerach i jest dowodem innowacyjności, która może nastąpić w przypadku elastycznych rozwiązań obliczeniowych napędzanych silnym ekosystemem. W przypadku ARM to osiągnięcie pokazuje energooszczędność, wydajność i skalowalność naszej platformy obliczeniowej, która obecnie obejmuje zarówno smartfony, jak i najszybszy superkomputer na świecie – mówi Rene Haas, prezes IP Group w ARM.

Według firmy badawczej Technavio globalny rynek superkomputerów do 2024 r. ma się rozwijać w tempie 28% w skali roku.

Źródło: Fujitsu, Newseria