Район залива только что завоевал желанную корону в области вычислительной техники: в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса появилась новая огромная машина, которая считается самой мощной системой в мире.

Познакомьтесь с El Capitan, который обрабатывает данные со скоростью 1,742 квинтиллиона вычислений в секунду (представьте себе 1,7 с 18 нулями) для моделирования испытаний, необходимых для оценки работоспособности и продления срока службы ядерного оружия Америки.

Этот рекорд скорости , объявленный в понедельник утром, поражает воображение. По человеческим меркам, каждому человеку на Земле пришлось бы делать одно вычисление каждую секунду, в течение 24 часов в сутки — в течение восьми лет.

Вот еще одна аналогия: чтобы сравняться с тем, что El Capitan может вычислить за одну секунду, потребовался бы миллион iPhone, работающих над одной и той же проблемой одновременно. Если сложить эти телефоны, они достигли бы высоты в пять миль.

«El Capitan — это выдающийся инструмент, который позволит нам продолжать выполнять нашу основную миссию по обеспечению безопасности страны и глобальной стабильности посредством развития и применения науки и технологий», — сказал Роберт Нили, директор Программы моделирования вооружений и вычислений Лаборатории на Суперкомпьютерной конференции 2024 года в Атланте. «Эта машина — не просто веха для суперкомпьютеров, это стратегический актив для страны».

Этот гигант стоимостью 600 миллионов долларов, созданный Hewlett Packard Enterprise с использованием чипов Advanced Micro Devices, является последним лидером в глобальной гонке по созданию все более быстрых компьютеров. El Capitan имеет в 22 раза большую вычислительную производительность, чем предыдущая самая мощная система лаборатории, названная Sierra. Моделирование, которое на Sierra занимает недели или месяцы, на El Capitan будет выполнено всего за несколько часов или дней.

«Это необходимо для количественной оценки неопределенностей и опережения возникающих угроз как с точки зрения обороны, так и с научной точки зрения, особенно с появлением новых материалов и производственных процессов», — сказал Нили.

El Capitan отбирает титул, ранее принадлежавший суперкомпьютеру Summit, созданному для Национальной лаборатории Оук-Ридж в Теннесси.

Он менее прекрасен, чем его гранитный тезка. Его мозги живут в блоках размером с холодильник, упакованных в 6000 квадратных футов пространства без окон — размером с два теннисных корта — внутри здания 453, невзрачного желтовато-коричневого здания, защищенного печально известной строгой охраной лаборатории. Секретный код охраняет его дверь.

В суперкомпьютерных комплексах «нужно иметь пространство, мощность, охлаждение, а также структурную целостность объекта для поддержки инфраструктуры», — сказала Анна Мария Бейли, главный инженер отдела высокопроизводительных вычислений Лаборатории. Он также сейсмически защищен, установлен на плитах, которые сдвигаются в ответ на землетрясения.

На пике своей мощности El Capitan потребляет 30 мегаватт электроэнергии, что достаточно для питания около 30 000 домов в городе размером с Ливермор. Здание 453, изначально построенное со стандартным напряжением 208 вольт, было модернизировано до 480 вольт. Большие водопроводные трубы обеспечивают охлаждение.

Система связана длинными оптоволоконными кабелями. Инженер по развитию и эксплуатации Риго Морено сказал, что ее длина, «если бы мы ее разложили, была бы равна нескольким футбольным полям».

Hewlett Packard Enterprise, которая в 2019 году приобрела пионера суперкомпьютеров Cray, внесла сетевую технологию под названием SlingShot. Специальные графические процессоры системы производятся AMD.

Высокопроизводительные вычисления прошли долгий путь с 1960-х годов, когда в кампусе Национальной службы безопасности в Канзас-Сити был установлен дисковый накопитель, на котором можно было хранить данные объемом 95 000 перфокарт, или примерно 7,6 мегабайт.

Суперкомпьютеры теперь являются показателем технологического совершенства страны.

Название El Cap произошло от его места в списке TOP500, который оценивает суперкомпьютеры мира на основе их способности решать плотный набор линейных уравнений.

Однако у Китая могут быть мощные суперкомпьютеры, о которых он не раскрывает публично.

«Есть системы, как и множество классифицированных систем, которые не входят в список TOP500», — сказала Триш Дамкрогер из Hewlett Packard Enterprise. «Если люди не представляют, трудно проводить сравнение».

Столкнувшись с обострением соперничества между Соединенными Штатами и Китаем, администрация Байдена ввела в 2022 году экспортный контроль на полупроводниковые микросхемы нашей страны.

Ключевая роль El Cap заключается в поддержке наших испытаний нашей стареющей ядерной системы в Lawrence Livermore, Los Alamos и Sandia National Laboratories. В то время как другие страны продолжают следовать опасным ядерным программам, наша система вооружения стареет.

Даже велосипед не может простаивать десятилетиями и все равно быть готовым к действию в любой момент. Но именно этого и ждут от ядерного оружия, поскольку мораторий 1992 года запрещает реальные взрывы.

«Одним из ключевых преимуществ El Capitan, — сказал Нили, — является то, что он дает нам возможность выполнять 3D-моделирование и симуляции с высоким разрешением, которые были невозможны в предыдущих системах или были слишком вычислительно затратны для регулярного запуска, используя точную физику в нужном нам разрешении».

«Мы ожидаем, что El Capitan сделает такие забеги более обыденными», — сказал он.

По словам экспертов лаборатории, компьютер также ускорит исследования в несекретных областях.

Суперкомпьютеры можно использовать для прогнозирования землетрясений, моделирования лесных пожаров и моделирования изменения климата, что означает обработку огромных объемов данных, таких как влажность и ветровые режимы. Они могут моделировать поведение целого гена ДНК. Когда появился вирус COVID-19, суперкомпьютеры использовались для прогнозирования его распространения.

«Я с нетерпением жду возможности увидеть, что El Capitan позволит нам сделать», — сказала Джуди Хилл, руководитель проекта Computational Science в лаборатории. С помощью родственной машины Sierra «ученые могут делать то, о чем они могли только мечтать пять-десять лет назад».