K-komputer

K-computer

K-computer - суперкомп'ютер, який будує компанія Fujitsu в Японії для одного з інститутів RIKEN. Названий японський словом "кеі", що означає квадрильйон. 20 липня 2011 року комітет проекту ТОП500 проінформував, що на основі вимірювання продуктивності тестом LINPACK, К посів перше місце у світі, досягши продуктивності 8,162 петафлопс та обчислювальної ефективності 93,0%. Попередній рекорд був встановлений на китайському суперкомп'ютері NUDT Tianhe-1A, продуктивність якого сягала 2,507 петафлопс. Список рекордів продуктивності суперкомп'ютерів оновлюють щопівроку, і часта зміна перших позицій свідчить про швидкі темпи нарощування обчислювальних потужностей. В 37-й редакції списку TOP500, який був представлений на 26-й міжнародній конференції з суперкомп´ютерів у Гамбурзі, «K computer» посів перше місце. К використовує 88128 2-гігагерцових 8 ядерних процесорів SPARC64 VIIIfx виробництва Fujitsu, змонтованих в 864 стійки.[5] Кожна стійка містить 96 обчислювальних вузлів та 6 вузлів вводу/виводу. Кожен обчислювальний вузол містить один процесор та 16 ГБ пам'яті. Встановлене водяне охолодження зменшує споживання електроенергії та покращує стійкітсь до збоїв.

Японський суперкомп'ютер K Computer проводить розрахунок моделі найбільшою нейронної мережі на сьогоднішній день. Міжнародна група дослідників, до складу якої увійшли учені з японського інституту RIKEN, працюючі у рамках програми HPCI Program for Computational Life Sciences, Технологічного інституту університету Окінави (Okinawa Institute of Technology Graduate University, OIST) і дослідницького центру Forschungszentrum Julich, Германію, використовуючи обчислювальні потужності японського суперкомп'ютера K Computer, який в 2011 році займав перший рядок рейтингу Top, - 500, зробив обчислення математичний модель найбільший на сьогодні нейронний мережа. Проведення такого масштабного моделювання стало можливим завдяки розробці і впровадженню нових структур даних для моделюючого програмного забезпечення NEST, яке є загальнодоступним програмним забезпеченням і яке може використати кожен учений у світі. Використовуючи програмне забезпечення NEST, група дослідників з Інституту нейробиологии і медицини центру Julich під керівництвом Маркуса Дисмана (Markus Diesmann) і Абигейл Моррісон (Abigail Morrison) побудувала математичну модель мережі, що складається з 1.73 мільярдів нейронів, пов'язаних 10.4 трильйонами синапсів.

Для того, щоб представити масштаб створеної математичної моделі слід зауважити, що кожен синапс займає об'єм даних, рівний 24 байтам, а загальний об'єм основної пам'яті суперкомп'ютера, яку зайняла математична модель мережі, складає близько 1 петабайта, що еквівалентно загальній пам'яті 250 тисяч звичайних персональних комп'ютерів. У розрахунках математичної моделі було задіяно 82944 процесори суперкомп'ютера K Computer, а моделювання однієї секунди нервової діяльності зайняло близько 40 хвилин реального часу. Попри те, що створена математична модель така масштабна, вона охоплює всього один відсоток від нейронних мереж, які існують в мозку людини. Слід особливо відмітити, що створена математична модель нейронної мережі не має до мозку ніякого відношення, усі нейрони моделі були пов'язані між собою випадковим чином. Але, створюючи математичну нейронну мережу, дослідники переслідували зовсім інші цілі, ніж створення моделі ділянки мозку. Основним завданням, яке було вирішене успішно, було визначення меж математичних моделей, якими ще можна оперувати за допомогою потужностей існуючих суперкомп'ютерів. Окрім цього, дослідники отримали багатий досвід в області комп'ютерного моделювання, який буде використаний в розробці нового спеціалізованого програмного забезпечення моделювання різних нейробіологічних процесів.