از پتافلاپس تا اگزااسکیل: ۱۰ ابررایانه قدرتمند در سال ۲۰۲۵

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، ابررایانه‌ها، خوشه‌هایی به اندازه یک انبار هستند که به طور خاص ساخته شده‌اند و محاسبات ریاضی را انجام می‌دهند، محاسباتی‌که اکثر لپ‌تاپ‌ها قرن‌ها برای آن وقت صرف می‌کنند. سرعت آنها با واحد فلاپس (FLOPS) یا عملیات ممیز شناور در ثانیه اندازه‌گیری می‌شود و بزرگترین سیستم‌ها اکنون در آزمایش دقیقی به نام LINPACK (HPL) به اگزافلاپس می‌رسند.

 

پروژه TOP۵۰۰ رتبه‌بندی جهانی خود را دو بار در سال بر اساس امتیاز "Rmax" HPL به‌روزرسانی می‌کند و تصویری واضح از سریع‌ترین دستگاه ارائه می‌دهد. در ژوئن ۲۰۲۵، سه دستگاه آزمایشگاهی اگزااسکیل آمریکایی در صدر جدول قرار می‌گیرند، اروپا از یک ابررایانه جدید رونمایی می‌کند و سیستم‌های ابری و صنعتی در ده رتبه برتر قرار می‌گیرند که نشانه‌های روشنی از گسترش محاسبات پیشرفته فراتر از آزمایشگاه‌های ملی کلاسیک است.

 

ال کاپیتان: ایالات متحده آمریکا (آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور)

 

قوی‌ترین ابررایانه جهان - ASC

 

حداکثر سرعت: ۱.۷۴۲ اگزافلاپس.

 

ابررایانه‌ی شماره ۱ جهان، از طراحی Cray EX۲۵۵a شرکت HPE با پردازنده‌های نسل چهارم EPYC شرکت AMD و شتاب‌دهنده‌های Instinct MI۳۰۰A بهره می‌برد که توسط شبکه‌ی Slingshot-۱۱ به هم متصل شده‌اند. El Capitan همچنین در بنچمارک HPCG که سخت‌تر است، در صدر قرار دارد، که نشان می‌دهد این ابررایانه فقط یک «رقابت سریع» نیست، بلکه برای علم واقعی متعادل است. این ابررایانه اواخر سال گذشته تاج پادشاهی را از آن خود کرد و تا ژوئن ۲۰۲۵ آن را در اختیار خواهد داشت و دورانی را آغاز می‌کند که در آن، محاسبات اگزااسکیل به امری عادی در آزمایشگاه‌های ملی ایالات متحده تبدیل شده است.

 

مرز: ایالات متحده آمریکا (آزمایشگاه ملی اوک ریج)

 

 

دومین ابررایانه سریع، اما اولین ابررایانه اگزاسکیل جهان – ویکی‌مدیا کامنز

 

حداکثر توان محاسباتی (Rmax): ۱.۳۵۳ اگزافلاپس.

 

فرانتیر (Frontier) هنوز هم یک شگفتی است. کابینت‌های HPE Cray EX۲۳۵a، پردازنده‌های AMD EPYC و پردازنده‌های گرافیکی Instinct MI۲۵۰X، روی Slingshot-۱۱. این کامپیوتر سال‌های ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۴ را در رتبه اول گذراند و اکنون در رتبه دوم قرار دارد، که کمتر یک سقوط محسوب می‌شود و بیشتر نشانه‌ای از سرعت حرکت این حوزه پس از عبور از آستانه اگزاسکیل است. حجم کاری انرژی، مواد، علوم زیستی و اخترفیزیک آن همچنان در سطح بالایی قرار دارد.

 

آرورا: ایالات متحده آمریکا (آزمایشگاه ملی آرگون)

 

 

یک ابررایانه جدید در کلاس اگزااسکیل واقع در آزمایشگاه ملی آرگون - ویکی پدیا کامنز

 

حداکثر سرعت (Rmax): ۱.۰۱۲ اگزافلاپس.

 

آرورا (Aurora) شتاب‌دهنده‌های HPE Cray EX را با Intel Xeon CPU Max و Intel Data Center GPU Max روی Slingshot-۱۱ ترکیب می‌کند. پس از یک افزایش چند ساله، اکنون روی HPL یک اگزافلاپس را حفظ کرده و در رتبه سوم قرار گرفته است. به زبان ساده: آرورا برای ترکیب شبیه‌سازی با هوش مصنوعی برای علم، مطالعات تلفیقی، آب و هوا و آزمایش‌های گسترده مدل زبانی در مقیاس تحقیقاتی ساخته شده است.

 

تقویت کننده ژوپیتر: آلمان (EuroHPC / Forschungszentrum Jülich)

 

 

سریعترین ابررایانه اروپا – Forschungszentrum Jülich

 

حداکثر قدرت محاسباتی (Rmax): ۷۹۳.۴ پتافلاپس.

 

پرچمدار جدید اروپا مستقیماً به رده‌های بالا سقوط می‌کند. پلتفرم BullSequana XH۳۰۰۰، سوپرچیپ‌های NVIDIA GH۲۰۰ Grace-Hopper را با NDR۲۰۰ InfiniBand چهار ریل جفت می‌کند و مؤلفه "تقویت‌کننده" طراحی ماژولار گسترده‌تر JUPITER را تشکیل می‌دهد. در مقایسه با فهرست‌های سال گذشته، این محصول بزرگ اروپایی است که اکنون بالاترین رتبه را در قاره دارد و نشانه‌ای از شتاب‌گیری EuroHPC است.

 

ایگل: ایالات متحده (مایکروسافت آزور، فضای ابری)

 

 

ابررایانه «ایگل» مایکروسافت مبتنی بر آژور

 

حداکثر قدرت پردازش (Rmax): ۵۶۱.۲ پتافلاپس.

 

ایگل (Eagle) یکی از پنج ابررایانه برتر است که می‌توانید ساعتی اجاره کنید. ایگل یک ابررایانه غول‌پیکر Azure NDv۵ است که میزبان‌های Intel Xeon Platinum ۸۴۸۰C را با پردازنده‌های گرافیکی NVIDIA H۱۰۰ روی NDR InfiniBand اجرا می‌کند. این ابررایانه تنها به دلیل ورود JUPITER Booster به لیست، یک رتبه پایین‌تر آمده است. سخت‌افزار و عملکرد آن بدون تغییر باقی مانده است و ایگل را دوباره در این دوره به عنوان ابررایانه ابری برتر قرار می‌دهد.

 

HPC۶: ایتالیا (مرکز داده انی گرین)

 

 

قدرتمندترین ابررایانه جهان برای مصارف صنعتی – ENI

 

حداکثر سرعت: ۴۷۷.۹ پتافلاپس.

 

ابررایانش صنعتی اکنون در سطح نخبگان قرار دارد. HPE Cray EX۲۳۵a انی با پردازنده‌های AMD EPYC و پردازنده‌های گرافیکی Instinct MI۲۵۰X (Slingshot-۱۱) تصویربرداری لرزه‌ای، شبیه‌سازی مخزن و تحقیقات انرژی کم کربن را هدف قرار می‌دهد. در اواخر سال ۲۰۲۴، برای مدت کوتاهی تاج سرعت اروپا را بر سر گذاشت. در سال ۲۰۲۵، JUPITER Booster این افتخار را از آن خود می‌کند و HPC۶ را به رتبه ۶ می‌رساند، در حالی که همچنان به نمایش حجم کار انتقال نفت و گاز به انرژی در مقیاس بزرگ ادامه می‌دهد.

 

فوگاکو: ژاپن (ریکن آر-سی‌سی‌اس)

 

 

ابررایانه فوگاکو، که به طور مشترک توسط RIKEN و فوجیتسو توسعه داده شده است 

 

حداکثر سرعت: ۴۴۲.۰ پتافلاپس.

 

این کامپیوتر پیشگام مبتنی بر ARM از شرکت فوجیتسو، پردازنده‌های A۶۴FX را روی شبکه Tofu-D با پهنای باند بالا اجرا می‌کند. این کامپیوتر در سال‌های ۲۰۲۰-۲۰۲۱ بر بازار تسلط داشت و در سال ۲۰۲۵، همچنان یک ابزار علمی با عملکرد HPCG در سطح بالا باقی می‌ماند، به این معنی که کد‌های سنگین حافظه و ارتباطات آن را دوست دارند. رتبه‌بندی ممکن است پایین‌تر از روز‌های اوج باشد، اما خروجی علمی آن قطعاً اینطور نیست.

 

آلپ: سوئیس (CSCS)

 

 

یک سیستم HPC بسیار تخصصی برای کاربرد‌های موازی گسترده

 

حداکثر قدرت محاسباتی (Rmax): ۴۳۴.۹ پتافلاپس.

 

شرکت CSCS با گره‌های HPE Cray EX۲۵۴n که بر پایه پردازنده NVIDIA Grace CPU + GH۲۰۰ Superchips در Slingshot-۱۱ ساخته شده‌اند، به جمع رهبران می‌پیوندد. این یکی از همه‌کاره‌ترین پلتفرم‌های اروپا برای دورانی است که آموزش هوش مصنوعی و شبیه‌سازی فیزیک به طور فزاینده‌ای در یک دستگاه به اشتراک گذاشته می‌شوند. با افزایش سیستم‌های دوره EuroHPC، Alps به راحتی در بین ده پلتفرم برتر در سال ۲۰۲۵ قرار می‌گیرد.

 

LUMI: فنلاند (EuroHPC / CSC)

 

 

LUMI با انرژی تجدیدپذیر کار می‌کند و حتی از گرمای تلف‌شده نیز استفاده می‌کند

 

حداکثر قدرت پردازش (Rmax): ۳۷۹.۷ پتافلاپس.

 

یکی دیگر از ابرقدرت‌های اروپایی. HPE Cray EX۲۳۵a به همراه AMD EPYC + Instinct MI۲۵۰X، با انرژی تجدیدپذیر. LUMI در بیشتر سال‌های ۲۰۲۲-۲۰۲۴، سرخط اخبار اروپا بود؛ با گسترش Alps و رسیدن JUPITER Booster، بدون از دست دادن ارتباطش با آب و هوا، مواد و تحقیقات داده‌محور در سراسر قاره، به رتبه ۹ منتقل می‌شود.

 

لئوناردو: ایتالیا (EuroHPC / CINECA)

 

 

لئوناردو به خاطر سیستم خنک‌کننده آبی با کارایی بالا و مصرف انرژی بهینه‌اش شناخته شده است 

 

حداکثر قدرت پردازش (Rmax): ۲۴۱.۲ پتافلاپس.

 

سیستم ماژولار BullSequana XH۲۰۰۰ ساخت ایتالیا، پردازنده‌های Intel Xeon Platinum ۸۳۵۸ را با پردازنده‌های گرافیکی NVIDIA A۱۰۰ بر روی HDR۱۰۰ InfiniBand ترکیب می‌کند. لئوناردو در سال ۲۰۲۵ جایگاه خود را در بین ده سیستم برتر حفظ می‌کند، زیرا سیستم‌های جدیدتر Grace-Hopper و MI۳۰۰A از آن بالاتر می‌روند و این نشان می‌دهد که یک معماری قوی و به خوبی استفاده شده می‌تواند در چرخه‌های مختلف لیست، رقابتی باقی بماند.

 

با نگاهی به آینده، مسابقه در مقیاس اگزا متوقف نمی‌شود. نقطه عطف بعدی، ابررایانه‌های کلاس زتا خواهد بود که قادر به پردازش خیره‌کننده ۱۰۰۰ اگزافلاپ هستند. ژاپن پیش از این با برنامه‌هایی برای Fugaku Next که انتظار می‌رود حدود سال ۲۰۳۰ انجام شود و می‌تواند رهبری جهانی را دوباره تعریف کند، به این مرز چشم دوخته است. با این حال، تصویر کامل نیست. چین دیگر داده‌ها را به TOP۵۰۰ ارائه نمی‌دهد و مقیاس واقعی سیستم‌های خود را به صورت یک راز نگه می‌دارد. این پرده از راز، لایه‌ای اضافی از فتنه را به رقابت جهانی ابررایانه‌ها اضافه می‌کند، زیرا جهان در شگفت است که کدام کشور جهش بعدی به قدرت مقیاس زتا را فرماندهی خواهد کرد.