Европа официально вступила в эпоху exascale с запуском JUPITER — первого на континенте суперкомпьютера, способного выполнять более одного квинтиллиона (10¹⁸) операций в секунду. Система уже введена в эксплуатацию и была представлена на церемонии с участием европейских и немецких лидеров — это веха для науки, промышленности и цифрового суверенитета региона.
Что такое «exascale» — простыми словами
Производительность компьютера измеряется количеством арифметических операций в секунду. Exascale означает как минимум один квинтиллион (10¹⁸) операций в секунду. Если число кажется абстрактным, представьте: система уровня exascale выполняет за одну секунду то, на что мощному ноутбуку понадобилось бы много лет. США первыми преодолели эту планку в 2022 году с суперкомпьютером Frontier; JUPITER впервые приносит такую мощность в Европу и выводит европейских исследователей и компании в мировую элиту вычислений.
Машина: как JUPITER достигает exascale
JUPITER сочетает ряд передовых технологий, чтобы достичь эксауровня производительности и при этом сохранить исключительную энергоэффективность для своего класса:
- Процессорная платформа. Система использует суперчипы NVIDIA Grace Hopper (GH200), объединяющие CPU и GPU в одном модуле. Это ускоряет как классическое численное моделирование, так и современные задачи ИИ.
- Архитектура системы. Построенный в шкафах Eviden BullSequana XH3000 с прямым жидкостным охлаждением тёплой водой, JUPITER рассчитан на экстремальную вычислительную плотность и эффективный отвод тепла.
- Масштаб и межсоединения. Около 24 000 суперчипов GH200 связаны сетью NVIDIA Quantum-2 InfiniBand с примерно 51 000 высокоскоростных линий, что обеспечивает беспрепятственное движение данных и полную загрузку всех процессоров.
- Хранилище и дата-центр. Система включает почти эксабайт памяти и размещена в модульном комплексе из примерно 50 предварительно собранных блоков, что ускорило ввод и упростит дальнейшее наращивание мощностей.
В научных расчётах двойной точности (FP64) JUPITER достигает порядка одной эксафлопсы — квинтиллиона операций с плавающей точкой в секунду. Для ИИ-нагрузок с более низкой числовой точностью теоретическая пик-производительность оценивается до ~90 «ИИ-эксафлопс», что делает JUPITER одним из самых мощных ИИ-суперкомпьютеров в мире.
Кто его создал — и почему это важно политически
JUPITER — проект EuroHPC, профинансированный и реализованный коалицией, в которую входят European High-Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU), федеральное правительство Германии, земля Северный Рейн-Вестфалия и промышленный консорциум под руководством Eviden (Atos) и ParTec; NVIDIA поставляет платформу ускоренных вычислений. Результат — первый в Европе exascale-суперкомпьютер, который с момента запуска является самым быстрым в Европе и одним из самых быстрых в мире. Помимо престижа, JUPITER усиливает технологический суверенитет Европы, предоставляя науке и бизнесу вычислительные ресурсы мирового уровня на территории ЕС, без структурной зависимости от внешних инфраструктур.
Политическая составляющая очевидна. Высокопроизводительные вычисления (HPC) лежат в основе прогресса в искусственном интеллекте, безопасности, климатической политике, автопроме, фармацевтике и множестве других отраслей. Страны, обладающие exascale-мощностями, быстрее итератируют, держат чувствительные данные в своей юрисдикции и выстраивают вокруг центров суперкомпьютинга экосистемы талантов и компаний. Появление JUPITER — чёткий сигнал: Европа намерена быть производителем, а не просто потребителем, передовых вычислительных технологий.
Для чего будет использоваться JUPITER
Суперкомпьютер уже распределён под широкий портфель научных и промышленных проектов:
- Климат и погода. Команды, включая Max Planck Institute for Meteorology, запускают климатические модели с километровым разрешением, позволяющие реалистичнее воспроизводить грозы, ливни и другие экстремальные явления. Такой скачок разрешения, ранее почти недостижимый, сулит более надёжные прогнозы и лучшую основу для политики.
- Энергетика и материалы. Exascale-симуляции ускоряют разработку батарей нового поколения, катализаторов, полупроводников и систем возобновляемой энергетики, позволяя обкатывать идеи в виртуальной среде задолго до прототипов. Это сокращает циклы НИОКР и снижает стоимость открытий.
- Искусственный интеллект. JUPITER — также самый продвинутый ИИ-суперкомпьютер Европы, рассчитанный на обучение больших языковых моделей (LLM) на многочисленных европейских языках и на запуск базовых моделей для изображений, видео и мультимодальных данных. Проведение обучения на европейской инфраструктуре облегчает соблюдение норм о защите данных и цифровом суверенитете.
- Медицина и нейронауки. Высокоточные нейросимуляторы будут моделировать активность мозга до субклеточного уровня — это важно для исследований болезни Альцгеймера, эпилепсии и др. Кампании молекулярной динамики охватят гигантские биомолекулярные комплексы, приближая цель создания цифровых двойников органов для тестирования лекарств и терапий in silico.
- R&D в квантовых вычислениях. Благодаря огромной памяти и пропускной способности JUPITER нацелен на рекорды в симуляции квантовых схем, отодвигая границы по числу моделируемых кубитов. Это позволит проверять алгоритмы и аппаратные идеи до того, как физические устройства достигнут соответствующих масштабов.
Энергоэффективность: колоссальная мощность при контролируемом следе
Суперкомпьютеры могут потреблять десятки мегаватт, поэтому эффективность — не деталь, а основа. JUPITER изначально спроектирован с акцентом на производительность на ватт.
- Прямое охлаждение тёплой водой отводит тепло от CPU и GPU гораздо эффективнее воздушного. Поскольку вода выходит из стоек при полезной температуре, энергию можно возвращать в хозяйственный контур.
- На кампусе предусмотрено использование избыточного тепла для обогрева соседних зданий, что превращает побочный продукт в ресурс и снижает общий углеродный след объекта.
- Важна и эффективность «силикона»: архитектура Grace Hopper оптимизирована под высокий перформанс на ватт как в моделировании, так и в ИИ, обеспечивая больше результатов при том же энергопотреблении.
- Ещё до полного развертывания пилотная стойка на той же технологии возглавляла рейтинг Green500 по энергоэффективности; завершённая система считается самой эффективной среди пяти самых быстрых суперкомпьютеров мира. Эта редкая комбинация элитной скорости и рекордной эффективности особенно важна на фоне растущего энергопотребления дата-центров.
Иными словами, проект напрямую отвечает экологическим вызовам: exascale — это огромная мощь, но не обязательно расточительность.
Почему это важно для экономики Европы
Государственные структуры и бизнес воспринимают JUPITER как научную и одновременно экономическую платформу. Поскольку ИИ и продвинутое моделирование стали критичны для отраслей от биотеха и автопрома до финансов и энергетики, наличие exascale-мощностей в Европе — реальный конкурентный рычаг:
- Это снижает порог входа для европейских стартапов и МСП, желающих обучать передовые ИИ-модели и запускать крупномасштабные симуляции без экспорта данных и зависимости от поставщиков за пределами ЕС.
- Концепция JUPITER AI Factory предполагает доступ в формате, близком к облаку, — важно для компаний, которым периодически нужна колоссальная вычислительная мощь без собственного суперкомпьютера.
- Стыкуя общественно значимые научные задачи с индустриальным доступом, Европа может быстрее превращать прорывы HPC в продукты: более безопасные материалы, лёгкие транспортные средства, чистые энергосистемы и ощутимые медицинские достижения.
Есть и кадровое измерение. Инфраструктуры вроде JUPITER привлекают и удерживают инженеров, математиков, химиков и ИТ-специалистов; формируют образовательные треки с университетами, финансируют прикладные PhD-проекты и закрепляют региональные инновационные кластеры. Со временем это рождает положительную спираль: лучшие инструменты притягивают лучших людей; лучшие люди создают ещё лучшие инструменты.
Как удалось так быстро
Высокие темпы ввода обеспечила модульная концепция дата-центра: высокотехнологичные предварительно собранные блоки, которые «щелчком» собираются в единую инфраструктуру. Это сократило строительные сроки, уменьшило вмешательства на площадке и упростит расширение по мере смены поколений чипов. Площадка интегрирует электроснабжение, сети и жидкостное охлаждение в конфигурации, ориентированной на обслуживаемость и высокую готовность. Это модель, которую Европа может повторно использовать в следующей волне систем — с большей согласованностью и меньшими рисками проекта.
Доступ, управление и работа с данными
Суперкомпьютер такого масштаба ставит вопросы о том, кто и на каких условиях им пользуется. Дорожная карта JUPITER предусматривает сочетание академических, общественно полезных и индустриальных нагрузок, распределяемых через конкурсы с экспертной оценкой, стратегические инициативы и коммерческие каналы. Важны прозрачная governance: ясные правила распределения ресурсов; надёжная конфиденциальность и безопасность для чувствительных данных; соответствие европейским принципам защиты данных, безопасности и подотчётности в ИИ. С такими «ограждениями» JUPITER может расширять доступ без утраты доверия.
Вызовы, за которыми стоит следить
Даже при успешном старте есть направления, требующие внимания:
- Зрелость ПО. Пиковая производительность требует кода, оптимизированного под GPU, память с высокой пропускной способностью и сложные межсоединения. Многим научным приложениям всё ещё нужна глубокая модернизация.
- Справедливое планирование. Баланс между флагманскими проектами (например, климатическое моделирование в континентальном разрешении) и меньшими, но перспективными инициативами молодых команд и стартапов требует продуманных правил и ясной коммуникации.
- Жизненный цикл и апгрейды. Аппарат exascale быстро развивается. Планирование поэтапных обновлений, логистики запчастей и совместимости с будущими процессорами сохранит конкурентоспособность системы.
- Энергорынки. Даже очень эффективная система потребляет значительную мощность. Долгосрочные контракты на «зелёную» электроэнергию и постоянные инвестиции в утилизацию тепла помогут держать под контролем издержки и выбросы.
Новый рассвет европейского суперкомпьютинга
JUPITER — не просто «больший компьютер»; это платформа для открытий и конкурентоспособности. Для науки он открывает путь к симуляциям с более высоким пространственным разрешением и большими временными горизонтами, чем когда-либо раньше — от климатических моделей, «разрешающих» грозовые штормы, до молекулярных систем на грани сложности живого. Для промышленности это более быстрые продуктовые циклы, более безопасные конструкции и более способный ИИ, обученный на европейских языках и данных. Для политиков это доказательство, что общеевропейское сотрудничество способно вовремя и эффективно поставлять инфраструктуру на переднем крае технологий.
Гонка за exascale далека от завершения: машины станут быстрее, специализированнее и эффективнее. Но с JUPITER, уже включённым и работающим, Европа сделала определяющий шаг — от потребителя к создателю самой передовой вычислительной мощности в мире.
