Майбутнє суперкомп’ютерів уже тут: Spectra проходить випробування без жодної помилки

Чому успіх системи Spectra – це історичний момент для всієї галузі?

Ізраїльський стартап NextSilicon оголосив про значне досягнення: його суперкомп'ютер Spectra успішно пройшов повну перевірку в Національних лабораторіях Sandia, що в Сполучених Штатах Америки. Цей успіх робить нову технологію чипів серйозним кандидатом для майбутніх масштабних розгортань у державних структурах США. Основою системи Spectra стали інноваційні чипи Maverick-2, які пройшли тестування в реальних умовах, довівши здатність справлятися з надскладними завданнями у сфері національної безпеки та наукових досліджень, пише Interesting Engineering.

Варто зазначити, що це лише другий випадок в історії елітної програми Vanguard, коли система отримує повне схвалення. Цей проєкт запустили для пошуку та перевірки незвичайних, ще не перевірених архітектур чипів на відповідність реальним завданням національної безпеки.

Як зазначають експерти, тут не видають нагороди просто за участь. Щоб пройти випробування, Spectra мала виконувати надзвичайно складні симуляції ядерних арсеналів та моделювання молекулярної фізики без збоїв, гальмувань чи помилок у коді.

Приймання системи в Sandia – це не просто галочка. Це означає, що Maverick-2 виконував завдання, критично важливі для місії, продемонстрував стабільність системи та показав ученим-обчислювачам у Sandia, на що здатна ця архітектура,
– прокоментував засновник і генеральний директор NextSilicon Елад Раз.

Він також додав, що цей крок є надзвичайно важливим для компанії, адже вони створювали прискорювач, який забезпечує високу продуктивність при одночасному зниженні споживання енергії.

Spectra дає жару звичайним процесорам

Сьогодні в центрах обробки даних та суперкомп'ютерних системах домінують графічні процесори від Nvidiaзавдяки їхній величезній потужності. Проте такі архітектури мають суттєві недоліки: вони дорогі та потребують колосальної кількості електроенергії, що створює значне навантаження на місцеві енергомережі.

Суперкомп'ютер Spectra, створений у партнерстві між Національними лабораторіями Sandia, NextSilicon та Penguin Solutions, пропонує альтернативний шлях. Система складається з 64 обчислювальних вузлів і 128 двокристальних прискорювачів Maverick-2.

Технічні показники Maverick-2 вражають: чип встановлює новий стандарт ефективності, забезпечуючи понад 4-кратну перевагу в продуктивності на ват порівняно зі стандартними графічними процесорамита у 20 разів вищу ефективність, ніж у висококласних центральних процесорах, йдеться на спеціальній сторінці NextSilicon.

При цьому загальна вартість володіння такою системою скорочується вдвічі. Це дозволяє дослідникам і дата-центрам досягати екологічних цілей без втрати швидкості обчислень.

Як проводили оцінку?

Для проходження суворої оцінки Vanguard, система Spectra успішно впоралася з такими вимогливими симуляціями, як HPCG, LAMMPS та SPARTA. На відміну від звичайних графічних процесорів, Maverick-2 здатний адаптувати свої апаратні ресурси до кожного конкретного додатка безпосередньо під час виконання, що забезпечує необхідну стабільність.

Програма Vanguard існує для того, щоб піддавати нові архітектури суворій оцінці щодо навантажень, які безпосередньо стосуються нашої місії,
– заявив старший науковий співробітник і керівник програми Vanguard у Національних лабораторіях Сандія Джеймс Г. Ларос III.

Він підкреслив, що партнерство дозволило успішно виконати всі встановлені контрольні показники та додатки, що дає солідну основу для подальшого оцінювання цієї технології.

Таке було лише раз

Історія програми Vanguard знає лише один подібний успіх: у 2018 році система Astra довела, що енергоефективні процесори Arm можуть масштабуватися для роботи в суперкомп'ютерах. Сьогодні архітектура Arm є основою сучасних центрів обробки даних, і Spectra прагне повторити цей шлях.

Технологія Maverick-2 вже розгорнута на десятках об'єктів клієнтів по всьому світу, але успіх у Sandia відкриває для неї двері до найбільш прискіпливих обчислювальних програм уряду США. Ця розробка доводить, що майбутні прориви в обчисленнях можуть полягати не в створенні більших і гарячіших чипів, а в розумнішому підході до їхньої архітектури.

Вам також буде цікаво дізнатися: які суперкомп'ютери є найпотужнішими у 2026 році

Станом на 2026 рік світ увійшов у повноцінну "екзафлопсну еру" суперкомп'ютерів. Це означає, що найпотужніші машини планети вже здатні виконувати понад 1 квінтильйон обчислень з плаваючою комою за секунду. Для порівняння, звичайний домашній комп'ютер або навіть ігровий ПК відстає від таких систем у мільйони разів.

За даними рейтингу TOP500, п'ятьма найпотужнішими суперкомп'ютерами світу у 2026 році є:

• El Capitan – система Національної лабораторії Лоуренса Лівермора у США. Її продуктивність перевищує 1,7 екзафлопса. Машина побудована на процесорах AMD EPYC і прискорювачах AMD Instinct MI300A. Вона використовується для ядерних симуляцій, військових досліджень, кліматичних моделей та роботи зі штучним інтелектом.
• Frontier – суперкомп'ютер Національної лабораторії Оук-Ридж. Саме він став першим офіційним екзафлопсним суперкомп'ютером у світі. Його продуктивність перевищує 1,3 екзафлопса. Frontier активно застосовують для моделювання клімату, фізики плазми, біології та енергетичних досліджень.
• Aurora – система Аргонської національної лабораторії. Вона досягла продуктивності понад 1 екзафлопс. Aurora побудована на процесорах Intel Xeon Max та GPU Intel Data Center GPU Max. Система особливо орієнтована на поєднання традиційних HPC-обчислень і задач штучного інтелекту.
• JUPITER Booster – перший європейський екзафлопсний суперкомп'ютер, який створюється в Німеччині в межах ініціативи EuroHPC. Його продуктивність наблизилася до 1 екзафлопса. Система базується на NVIDIA GH200 Grace Hopper Superchip і призначена для науки, моделювання клімату та розвитку ШІ.
• Eagle – суперкомп'ютер Microsoft Azure, створений для хмарних HPC-обчислень та задач штучного інтелекту. Його продуктивність перевищує 560 петафлопсів. Eagle використовує NVIDIA H100 і є одним із перших гігантських суперкомп'ютерів, тісно інтегрованих із хмарною інфраструктурою.

Для чого людству потрібні суперкомп'ютери?

Суперкомп'ютер – це не просто "дуже потужний комп'ютер". Насправді це величезний обчислювальний комплекс, який може складатися з десятків або навіть сотень тисяч окремих вузлів. Кожен вузол містить процесори, оперативну пам'ять, GPU-прискорювачі, накопичувачі та мережеві інтерфейси.

Головна ідея суперкомп'ютера полягає у масовому паралелізмі. Замість того, щоб одна система виконувала задачі послідовно, суперкомп'ютер розбиває проблему на величезну кількість маленьких фрагментів, які одночасно обчислюють тисячі або мільйони процесорних ядер.

Сучасний суперкомп'ютернагадує цілий дата-центр. Такі машини займають великі зали площею у сотні або тисячі квадратних метрів. Через колосальне енергоспоживання їм потрібні спеціальні системи охолодження. У багатьох нових системах використовують рідинне охолодження – вода або спеціальна рідина проходить прямо біля чипів і відводить тепло.

Однією з найважливіших частин суперкомп'ютера є міжвузлова мережа. Вона дозволяє десяткам тисяч процесорів обмінюватися даними майже миттєво. Затримки вимірюються мікросекундами. Саме тому в суперкомп'ютерах використовують спеціалізовані інтерконекти на кшталт HPE Slingshot або NVIDIA InfiniBand.

На що здатні суперкомп'ютери, над якими проблемами вони працюють і які завдання сьогодні виконують

Ми проаналізували, у яких сферах сьогодні застосовують суперкомп'ютери:

• Одне з головних завдань – моделювання клімату Землі. Без таких машин неможливо точно прогнозувати зміни клімату, урагани, посухи або глобальне потепління. Кліматичні моделі потребують колосальної кількості розрахунків атмосфери, океанів, хмар та льодовиків.
• Ще один ключовий напрямок – медицина і біологія. Суперкомп'ютери аналізують структури білків, симулюють взаємодію молекул, допомагають у розробці ліків і вивченні раку. Під час пандемії COVID-19 суперкомп'ютери активно використовували для моделювання вірусу та пошуку потенційних препаратів.
• Такі системи критично важливі для фізики та астрономії. Вони моделюють вибухи наднових, поведінку чорних дір, еволюцію галактик і навіть процеси всередині термоядерних реакторів. Без суперкомп'ютерів сучасна астрофізика фактично не могла б існувати у нинішньому вигляді.
• Окрема сфера – військові дослідження. США, Китай та інші держави використовують суперкомп'ютери для моделювання ядерної зброї без проведення реальних випробувань. Це одна з причин, чому найбільші суперкомп'ютери часто будують саме державні лабораторії.
• У 2026 році суперкомп'ютери також стали фундаментом розвитку великих моделей штучного інтелекту. Навчання сучасних ШІ-моделей потребує гігантських обчислювальних ресурсів, десятків тисяч GPU та величезних енергетичних потужностей. Фактично межа між суперкомп'ютерами і дата-центрами ШІ починає поступово стиратися.