1. Tianhe-1 (5 место)

Этот суперкомпьютер – новичок в рейтинге Top500. На сегодня он является самой производительной вычислительной машиной в Китае и способен выполнять благодаря 71680 ядрам 563 триллиона операций с плавающей запятой в секунду (563 Тфлопс). Для сравнения, мощность обычного калькулятора – около 10 флопс. Tianhe, чьё название в переводе с языка Поднебесной означает "река в небе" или "Млечный путь", расположен в Национальном суперкомпьютерном центре (National Super Computer Center) в Тяньцзине. Он более чем вчетверо превосходит в скорости обработки данных своего предшественника.

Tianhe-1 работает на 6144 процессорах Intel Xeon (E5540, E5450) и 5120 графических чипах AMD, основанных на архитектуре RV770. Объём памяти кластера – 98304 Гб, а в качестве операционной системы выступает Linux. Пропускная способность используемых в Tianhe-1 соединений составляет 40 Гб/с, а максимальная теоретическая пиковая производительность системы – 1,2 Пфлопс. Конструкция включает 155 стоек, которые вместе имеют массу 155 тонн и занимают площадь 1000 м². Компьютер будет заниматься вычислениями в области химических составов, биологических макромолекул, симуляций поведения самолётов и космических кораблей.

2. Jugene (4 место)

Имея однажды звание второго по быстродействию компьютера в мире, Jugene в Юлихском суперкомпьютерном центре (Jülich Supercomputing Centre), Германия, базируется на архитектуре IBM Blue Gene/P, в которой используется множество энергоэффективных чипов. Максимальная тактовая частота каждого процессора PowerPC 450 не превышает 850 МГц, что заметно меньше мощности CPU домашней системы. Однако Jugene "берёт" количеством: 294912 чипов с производительностью 3,4 Гфлопс каждый делают эту машину самой быстродействующей в Европе. Снимок сделан во время обновления ранее в этом году. Модификация должна позволить преодолеть отметку в 1 Пфлопс, текущее значение – 825,5 Тфлопс. Система со 144 Тб памяти и 6 Пб дискового пространства управляется операционной системой CNK/SLES (SuSE Linux Enterprise) 9. Аппаратное обеспечение располагается в 72 стойках с 32 картами в каждой. В свою очередь, на карте расположены 32 узла с 2 Гб памяти. Максимальное энергопотребление достигает 35 кВт на одну стойку.

3. Kraken (3 место)

Kraken находится в Национальном институте вычислительных наук (National Institute for Computational Sciences) в Национальной лаборатории Оак-Ридж (Oak Ridge National Laboratory), Теннеси. Суперкомпьютер использует возможности шестиядерных процессоров AMD Opteron с тактовой частотой 2,6 ГГц (10,4 Гфлопс), обычно устанавливаемых в серверы и высокопроизводительные рабочие станции, чтобы достичь 831,7 Тфлопс. Эта система класса Cray XT5-HE с 98128 ядрами является быстрейшей в мире среди управляемых академическими организациями. В октябре было выделено финансирование в размере $10 млн для создания компьютера Nautilus, который должен анализировать выходные данные Kraken.

Пиковая производительность суперкомпьютера – 1,03 Пфлопс. Объём оперативной памяти – 129 Тб, дискового пространства – 2,2 Пб. Каждый из 8256 вычислительных узлов включает два Opteron (Istanbul) и 16 Гб памяти. Связь между узлами обеспечивают маршрутизаторы SeaStar 2+ с пропускной способностью 57,6 Гб/с. Мощное "железо" управляется ОС Cray Linux Environment (CLE) 2.2.

4. Kraken за работой

Это наиболее детализированная симуляция землетрясения из когда-либо проведённых. Kraken производит расчёт последствий изменений в Сан-Андреасском разломе, которых проходит между тихоокеанской и североамериканской плитами преимущественно по территории Калифорнии. Его длина более 1000 км. Моделирование показывает распространение ударных волн.

5. Roadrunner (2 место)

До ноября 2009 года Roadrunner обладал титулом самого быстродействующего компьютера в мире. Он стал первой подобной системой, преодолевшей барьер в 1 петафлопс – более 10¹⁵ операций в секунду (точное значение – 1042 Тфлопс). Машина класса BladeCenter QS22 Cluster находится в Лос-Аламосской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory) в Нью-Мексико. Нестандартная архитектура включает 6912 двухъядерных процессора AMD Opteron DC 1,8 ГГц и 12960 девятиядерных PowerXCell 8i с частотой 3.2 ГГц (12,8 Гфлопс), используемых в консолях Sony PlayStation 3.

Количество вычислительных ядер – 122400. Каждый узел TriBlade включает два Opteron с 16 Гб памяти и четыре PowerXCell 8i с 16 Гб RAM. Всего же на процессоры Opteron приходится 51,8 Тб памяти, на Cell – аналогичный объём. Аппаратное обеспечение заключено в 196 стоек, а потребляемая Roadrunner мощность составляет 2,35 МВт.

6. Jaguar (1 место)

Jaguar, обладающий приблизительно на 70% большей вычислительной мощностью по сравнению с Roadrunner, делит вместе с Kraken помещения Национальной лаборатории Оак-Ридж. Впервые суперкомпьютер был продемонстрирован в прошлом году, но его дополнительные 181000 ядер вступили в строй только в нынешнем. В отличие от большинства американских государственных проектов подобного масштаба, кластер модели Cray XT5-HE не находится под контролем военных. Основное предназначение предыдущих суперкомпьютеров Министерства энергетики, в том числе Roadrunner, - это моделирование различных явлений в области атомной энергетики и ядерных взрывов. Первый номер Top500 также занимается климатическими изменениями, изучением структуры воды и другими научными задачами.

Согласно тесту Linpack, 224162 ядра продемонстрировали производительность 1,759 Пфлопс. Пиковая теоретическая мощность – 2,3 Пфлопс. Каждый вычислительный узел содержит два шестиядерных процессора Opteron с тактовой частотой 2,6 ГГц, 16 Гб памяти и роутер SeaStar 2+ с пропускной способностью 57,6 Гб/с. Узлы объединены в сеть с топологией 3D-тора, как сообщает Национальный центр вычислительных наук (National Center for Computational Sciences) лаборатории Оак-Ридж.

7. Jaguar в действии

Симуляция течений углекислого газа с учётом их поглощения почвой и растениями во время восхода Солнца над Восточной Европой. Поглощение CO₂ показано в зелёных и белых цветах и имеет наибольшую силу в тропической зоне. Красный цвет обозначает высвобождение парникового газа в атмосферу. По мере наступления тёмного времени суток лидировать в объёме выбросов начинает территория центральной Африки.