Фугаку (яп. 富岳 Фугаку, книжн. «гора Фудзи»; букв. «пик Фудзи») — японский суперкомпьютер, названный в честь альтернативного книжного названия горы Фудзи, установлен в Центре вычислительных наук Института физико-химических исследований (RIKEN) в Кобе, Япония. В июне 2020 года стал самым быстрым суперкомпьютером в мире в рейтинге Top500. Впервые в истории занял первое место во всех основных суперкомпьютерных рейтингах — Top500, HPCG, HPL-AI, Graph500. Начал разрабатываться в 2014 году как продолжатель K computer. Официально введён в эксплуатацию 9 марта 2021 года, хотя отдельные компоненты компьютера начали работу в июне 2020 года. Это первый суперкомпьютер на базе ARM, который занял первое место в Top500.
После небольшой модернизации, по состоянию на ноябрь 2020 года, Фугаку увеличил свою производительность в суперкомпьютерном рейтинге HPC-AI со смешанной точностью до 2,0 эксафлопс, превзойдя отметку 1,4 эксафлопса, зафиксированную в июне 2020 года. Фугаку — первый суперкомпьютер, достигший производительности выше одного эксафлопса любой точности на любом типе оборудования, продемонстрировав рост производительности на 42 %. Интересно, что количество ядер Arm A64FX было увеличено только на 4,5 %, до 7 630 848, но измеренная производительность выросла намного больше в этом рейтинге и немного больше в Top500, или на 6,4 %, до 442 петафлопс, что является новым мировым рекордом. В рейтинге High-Performance Conjugate Gradient (HPCG) производительность выросла более чем в 5,4 раза.
Производительность Фугаку (442 010 терафлопс) превосходит совокупную производительность идущих за ним следом 4 суперкомпьютеров (399 714,6 терафлопс) или почти 5 суперкомпьютеров (461 159,1 терафлопс) из списка Top500 и на 45 % превосходит производительность всех остальных суперкомпьютеров из первой десятки списка в суперкомпьютерном рейтинге HPCG.
Аппаратные средства
В суперкомпьютере используются микропроцессоры Fujitsu A64FX, основанные на архитектуре ARM версии 8.2A с использованием масштабируемых векторных расширений (Scalable Vector Extensions). Разработчики Фугаку намеревались построить компьютер в 100 раз более мощный, чем K computer (то есть с производительностью 1 эксафлопс) и с высоким уровнем практичности. Всего в Фугаку установлено 158 976 процессоров Fujitsu A64FX, соединённых с помощью проприетарного Tofu Interconnect от Fujitsu.
Заявленная производительность суперкомпьютера составляет 0,44 эксафлопс, а пиковая — 0,54 эксафлопс в FP64, используемом Top500.
Программное обеспечение
Фугаку использует «легковесную многоядерную операционную систему» IHK/McKernel. Она включает одновременно работающие ядро Linux и облегчённое ядро операционной системы McKernel. Инфраструктура, на которой работают оба ядра, называется «интерфейс гетерогенных ядер» (Interface for Heterogeneous Kernels, IHK). Высокопроизводительные симуляции выполняются на McKernel, а Linux доступен для всех других POSIX-совместимых сервисов.
История
23 мая 2019 года RIKEN объявил название суперкомпьютера — Фугаку. В августе 2019 года был представлен логотип компьютера, на котором изображена гора Фудзи — он символизирует «высокую производительность Фугаку» и «широкий круг его пользователей». В ноябре 2019 года прототип Фугаку занял первое место в рейтинге Green500. Отгрузка стоек с оборудованием в RIKEN началась 2 декабря 2019 года и была завершена 13 мая 2020 года. В июне 2020 года Фугаку стал самым быстрым суперкомпьютером в мире в рейтинге TOP500, сместив на второе место предыдущего лидера IBM Summit.
Фугаку использовался для исследований связанных с пандемией COVID-19 и для прогнозирования и моделирования цунами и их последствий.