Проект TOP500 опублікував новий список з 500 найпотужніших суперкомп'ютерів, який вперше очолив комп'ютер з процесорами на архітектурі ARM. Японський суперкомп'ютер Fugaku має потужність 415,5 петафлопса, що в 2,8 рази вище, ніж у попереднього лідера Summit, який тепер на другому місці. Новий комп'ютер також має високу, хоча і не рекордну (дев'яте місце в списку), енергоефективність: вона становить 14,665 гігафлопс на ват споживаної потужності.
Переважна більшість суперкомп'ютерів зі списку TOP500, як і звичайних комп'ютерів і серверів, працює на процесорах з архітектурою x86 (якщо бути точніше, то x86-64). Однак в останні роки багато розробників і виробників почали розглядати архітектуру ARM, яка зазвичай застосовується в мобільних пристроях, як повноцінну заміну x86. У споживчих пристроях головна перевага полягає в тому, що такі чіпи мають велику енергоефективність. Але у ARM є і значні відмінності в принципі роботи. Головне з них - це те, що в ARM використовується короткий набір простих інструкцій (RISC), тоді як у x86 застосовується повний набір (CISC). Головна перевага RISC полягає в тому, що при такому підході те, як саме виконуються обчислення, більшою мірою задається на програмному, а не апаратному рівні. Детальніше про це можна прочитати тут.
Про плани Fujitsu зі створення рекордного комп'ютера Fugaku на архітектурі ARM стало відомо ще в 2016 році. Наприкінці 2019 року інженери почали збирати комп'ютер в Інституті Кобе в складі Інституту фізико-хімічних досліджень (RIKEN), а в середині травня отримали останні стійки і завершили установку, тому TOP500 зміг включити новий суперкомп'ютер у свій список, публікований кожні півроку в грудні і червні.
Fugaku складається з майже 159 тисяч обчислювальних вузлів, в кожному з яких використовується ARM-чіп Fujitsu A64FX. Він має 48 основних обчислювальних ядер і ще чотири для роботи операційної системи. Для зберігання даних використовується SSD об'ємом 1,6 терабайта на кожні 16 вузлів. У кожному вузлі використовують 32 гібайти оперативної пам'яті формату HBM2 зі швидкістю 1025 гігабіта на секунду. Суперкомп'ютер працює на операційній системі Red Hat Enterprise Linux 8 з гібридним ядром, що складається з одночасно працюючих ядер Linux і McKernel.
У стандартному тесті HPLinpack Fugaku показує 415,5 петафлопса, на піку - 513,854 петафлопса. При роботі з числами половинчастої точності потужність становить 1,42 екзафлопса. А споживана електрична потужність Fugaku становить понад 28 мегават.
Наступного року один з лідерів ринку суперкомп'ютерів, компанія Cray, планує добудувати два своїх найпотужніших суперкомп'ютери, Aurora і Frontier. Обидва працюватимуть на архітектурі x86, але Aurora буде використовувати чіпи Intel Xeon Phi і розвивати потужність вище одного екзафлопсу, а Frontier буде працювати на AMD EPYC і мати потужність вище 1,5 екзафлопса. Також суперкомп'ютер з потужністю вище екзафлопса повинен з'явитися в 2021 році в Китаї. Він буде називатися Tianhe-3, і в ньому буде використана комбінація з поки невідомого центрального процесора і китайського цифрового сигнального процесора Matrix-3000 на архітектурі RISC.