A számítási sebesség mértékegységei az évtizedek során egyre nagyobbak lettek: az 1980-as években még megaflopban (millió művelet/másodperc) mérték a legerősebb gépeket, majd jött a gigaflop, 1997-ben pedig már a teraflop (billió művelet/másodperc) korszaka. Egy teraflopos teljesítményt egy ember 31 ezer évig tartó, másodpercenkénti számolással sem tudna reprodukálni.
A következő mérföldkő a petaflop volt: ezer billió, azaz egy kvadrillió számítási művelet másodpercenként. Ezt a határt 2008-ban törte át először az IBM Roadrunner nevű szuperszámítógépe.
Egy hibrid szörnyeteg
A Roadrunner különlegessége, hogy két különböző processzortípust kombinált: 12 960 IBM PowerXCell 8i chipet (amelyet eredetileg videojáték-platformokhoz fejlesztettek) és 6480 AMD Opteron processzort. Az AMD-chipek végezték az általános számítási feladatokat, míg a Cell processzorok a nagy adathalmazok feldolgozásáért voltak felelősek.
A gép mérete is impozáns volt: 80 terabyte memória, 57 mérföld (kb. 92 km) optikai kábel, és a leszállításához 21 kamionra volt szükség. Az összeállított rendszer egy közepes méretű raktárt töltött volna meg.
A rekord napja
A Roadrunner 2008. május 25-én végül átlépte a petaflop-határt – pontosabban 1,026 kvadrillió műveletet hajtott végre másodpercenként, ami duplája volt a korábbi listavezető, az IBM BlueGene/L sebességének. Ehhez foghatóan: amit a Roadrunner egy nap alatt elvégzett, ahhoz 6 milliárd embernek 46 évig kellett volna kézi számológépen, másodpercenként egy műveletet végezve dolgoznia.
A rekord nem ment zökkenőmentesen: az első próbálkozást memóriahiba akasztotta meg, a másodikhoz pedig túl kicsinek bizonyult a használt alkalmazás. Végül késő este, amikor a csapat nagy része már hazament, csak két technikus volt jelen, amikor a gép áttörte a falat.
A gép a mérete ellenére energiahatékony is volt: 437 millió számítást végzett wattonként, ami a harmadik helyet jelentette a legenergiahatékonyabb szuperszámítógépek Green500 listáján. Üzembe állítását követően a Los Alamos National Laboratoryban dolgozott, többek között az amerikai nukleáris fegyverarzenál megbízhatóságának ellenőrzésén.
Mire jó mindez?
A petaszintű számítási kapacitás később számos területen hozott áttörést: repülőgépek és akkumulátorrendszerek tervezésében, gyógyszerszimulációkban, valamint olyan filmek (például az Avatar vagy a Dűne) fotorealisztikus effektjeinek elkészítésében. A tudományban a plazmafizikától a genomikáig, az orvostudományban pedig valós idejű 3D-s szövetmodellezésben is hasznosították.
A következő célvonal az exaflop, ami ezerszer gyorsabb a petaflopnál – egymillió billió számítás másodpercenként. Az IBM ezen a fronton is az élen jár: az Aurora nevű exaszintű szuperszámítógépük az Argonne National Laboratoryban segíti majd például a rákterápiák és a hatékonyabb napelemek kutatását.