Новый японский суперкомпьютер смоделирует Землю для прогнозирования катастроф

Японское агентство морских наук и технологий (The Japan Agency for Marine — Earth Science and Technology) заключило контракт с компанией NEC на поставку суперкомпьютера «the Earth Simulator» (ES) четвертого поколения. Обрабатывая огромные массивы данных об окружающей среде и планете, компьютер сможет решать самые сложные задачи в области науки о жизни на Земле. Запуск суперкомпьютера запланирован на март 2021 года. Система базируется на SX-Aurora TSUBASA с векторными ускорителями от NEC и на графических процессорах NVIDIA GPU A100 Tensor Core с тензорными ядрами. Сетевое соединение будет выполнено с помощью NVIDIA Mellanox HDR InfiniBand 200 Гбит/с.

Предполагается, что обновленный Earth Simulator займет место в первой части рейтинга топ-500 суперкомпьютеров. Его максимальная теоретическая производительность составит 19,5 петафлопса. Профиль Earth Simulator — исследовательские, опытно-конструкторские проекты в области наук о жизни на планете. Компьютер охватит такие темы, как морские ресурсы, землетрясения, вулканическая активность. Сообщается, что он будет использоваться как платформа для численного анализа и систематизации информации о глобальной среде. ES 4 сможет предсказывать и помогать смягчать последствия чрезвычайных ситуаций и стихийных бедствий. ^{Сравнительная характеристика ES3 (Current) и ES4 (Next)}
Благодаря крупномасштабному моделированию ES 4 будет функционировать на скорости, недоступной предшествующим суперкомпьютерам.

Начало эры ES

Первый суперкомпьютер серии ES, ES1, был создан японским агентством в 2002 году. Тогда же был запущен первый симулятор Земли. В 2002 году ES1 занял первое место в топ-500. Цель проекта — изучение проблем глобального потепления и важнейших вопросов геофизики. Производительность ES 1 составляла 35,86 терафлопса. Сегодня подобной производительности можно достичь с помощью четырех графических процессоров А100. В 2009 году появился ES 2 на 131 терафлопс с архитектурой NEC SX-9/E. Общий объем памяти ES 2 — 20 Тб.

 В 2015 году японцы разработали третье поколение — ES 3. Его производительность — 1,3 петафлопса. Архитектура ES 3 — NEC SX-ACE. Объем оперативной памяти — 320 Тб. Интересный нюанс — ES 3 почти в два раза больше по площади, чем его последователь, но имеет тот же уровень энергопотребления.

Самый мощный суперкомпьютер нашего времени также находится в Японии. Это Fugaku с производительностью 415,53 петафлопса. Правда, сейчас его функциональность ограничена, поскольку не все блоки запущены в работу. Поэтому текущая производительность Fugaku — «всего лишь» 89 петафлопс, остальные вводятся в эксплуатацию. Fugaku разрабатывали в течение 6 лет, потратив 1 млрд долларов. Компьютер оснащен процессорами Fujitsu A64FX, в топ-500 это один из немногих компьютеров на базе ARM. Мощность Fugaku — 28,3 МВт. На втором месте в рейтинге — американский Summit с производительностью 148,6 петафлопс.