Chiny i najszybszy superkomputer Top 500

Chińczycy mają najszybszy superkomputer

Od czerwca 2013 najszybszym superkomputerem na świecie jest Tianhe-2 (Droga Mleczna-2), zbudowany w Chinach, w Chińskiej Republice Ludowej. Chiny, pomimo, że Ludowe, od dawna są już prawdziwa potęgą gospodarczą, a teraz rozpoczynają dominację na polu superkomputerów. Chińczycy ogłosili w czerwcu 2013 roku, że wyprodukowali maszynę, której prędkość obliczeniowa jest ponad trzykrotnie większa, niż jakiegokolwiek systemu w USA. System o nazwie Tianhe-2 został zbudowany z pomocą ludowego rządu, który wyłożył na ten cel zawrotną kwotę 290 milionów dolarów. Maszyna o mocy 54,9 petaflopsów, została w pewnej części zbudowana w oparciu o procesory Intela, jednakże zastosowano w niej także podzespoły opracowane przez chińskich inżynierów. Większość superkomputera została zbudowana w oparciu o rodzime technologie opracowane w Chinach. 

Supekomputer TianHe-2 - Kylin Linux

Do tej pory przez kilka miesięcy od października 2012 roku najszybszym superkomputerem na świecie był Titan firmy The Cray, zainstalowany w Laboratorium Narodowym Oak Ridge w Tennesee, w USA, którego prędkość obliczeniowa szacowana jest na około 18 petaflopsów. Jak widać chińska maszyna, zostawia swego rywala daleko w tyle, ponieważ jest od niego aż trzykrotnie szybsza. Chiński superkomputer zdystansował także dwie maszyny uruchomione w 2011 w Japonii znane jako K computer o mocy 8 oraz 10 peflopsów.  W czerwcu 2013 roku znalazł się na pierwszym miejscu listy TOP500 – superkomputerów o największej mocy obliczeniowej na świecie, prześcigając wcześniejszego rekordzistę Titan, o mocy obliczeniowej 17,59 PFLOPS! 

Warto podkreślić, że Tianhe-2 jest następcą Tianhe-1A o mocy zaledwie 2,5 petaflopsów, który w listopadzie 2010 roku zdobył tytuł najszybszego superkomputera świata. Maszyna posiada 32,000 wielordzeniowych procesorów Intel Xeon Ivy Bridge oraz 48000 procesorów Xeon Phi, z których każdy zapewnia moc obliczeniową na poziomie jednego teraflopsa. Specjaliści twierdzą, że chiński Tianhe-2 tytuł najszybszego superkomputera świata może utrzymać przez kilka najbliższych lat, ponieważ kolejne zamówienie superkomputera dla amerykańskiego Departamentu Energii, zaplanowano dopiero na 2015 rok, a nie wiadomo, czy i co jeszcze Chiny budują, bo pochwalą się dopiero po uruchomieniu. 

Tianhe-2 posiada 1,34 PB pamięci operacyjnej i 12,4 PB pamięci masowej. Wymaga do zasilania 17,6 MW mocy. Razem z chłodzeniem zużycie mocy wynosi 24 MW. Koszty budowy Tianhe-2 wyniosły 2,4 miliarda yuanów (390 milionów dolarów). Składa się ze 125 szaf, w każdej po 64 płyty zawierające po 2 węzły. Daje to w sumie 16 000 węzłów. Każdy węzeł zawiera 2 procesory Xeon Ivy Bridge i 3 koprocesory Xeon Phi oraz 88 GB RAM. Każdy procesor Ivy Bridge zawiera 12 rdzeni obliczeniowych, a każdy koprocesor 57 rdzeni. Daje to w sumie 3 120 000 rdzeni. Procesory są taktowane zegarem 1,1 GHz, każdy wykonuje 4 wątki, a każdy wątek może wykonać 4 operacje zmiennoprzecinkowe w jednym cyklu. Daje to teoretyczną moc obliczeniową 54,9 PFLOPS. W testach LINPACK Tianhe-2 osiągnął moc obliczeniową 33,86 PFLOPS, co oznacza efektywność 61,5%.  System „Milky Way 2”, zbudowany dla Państwowego Centrum Superkomputerowego w Guangzhou w Chinach! 

Sprzęt działa pod kontrolą najnowszego Kylin Linux opracowanego specjalnie na potrzeby państwa chińskiego przez Narodową Akademię Technologii Obronnych. Poprzedni superkomputer TianHe-1 także pracował pod kontrolą systemu operacyjnego Kylin-Linux w wersji 64 bitowej. W Chinach powstał ten odporny na ataki linuksowy system operacyjny, a o istnieniu Kylina mówił w 2009 roku w Senacie USA Kevin G. Coleman, doradca rządu USA ds. bezpieczeństwa cyfrowego. Nowy system Kylin Linux został już zainstalowany na rządowych i wojskowych komputerach w Państwie Środka. 

Zdaniem Colemana już z 2009 roku to bardzo znaczący fakt, gdyż Kylin Linux znacznie utrudni penetrację chińskich sieci. Dotychczas amerykańscy specjaliści ds. wojny cyfrowej skupiali się na systemach Windows, Linux i Unix, które były mniej bezpieczne niż Kylin, chociaż włamania na indywidualnie skonfigurowane systemy linuksowe jest niezwykle trudne, nawet dla specjalistów. Wszystkie narzędzia, które posiadają Amerykanie pozwalają na ataki przeciwko wymienionym OS-om, ale są zupełnie nieskuteczne w przypadku Kylina. Stąd też USA znalazły się w niekorzystnej sytuacji, gdyż nie są obecnie w stanie odpowiedzieć na chiński atak. Coleman poinformował, że prace nad Kylinem trwały od 2001 roku, a po raz pierwszy zainstalowano go w 2007. Ponadto Chiny opracowały też nowy mikroprocesor, który został wyposażony w mechanizmy zapobiegania atakom. Ze strategicznego punktu widzenia, w przestrzeni cyfrowej Chiny Ludowe grają w szachy, a my w bierki - mówił Coleman, odnosząc się do faktu, iż amerykańskie sieci korzystają z systemów, które są mniej bezpieczne i dobrze znane hackerom. 

Wśród superkomputerów z listy Top 500, około 95 % z nich używa systemu operacyjnego LINUX, pozostałe UNIX, a jedynie na 3 (słownie trzech) maszynach próbowano wdrożyć system operacyjny Windows, który jednak pokazuje, że ciągle nie za bardzo się nadaje do dużych i solidnych maszyn komputerowych. Domowe komputery z Linuksem ciągle preferują ciekawe gry edukacyjne i kształcące, podczas gdy gry ogłupiające i uzależniające produkowane są prawie wyłącznie dla systemu Windows.