Vytrvalostní maraton: Jeden server vypočítal 314 bilionů číslic pí a stanovil nový světový rekord

Čísla se málokdy dostanou na titulní stránky, ale konstanta pí to dokáže. Tato slavná konstanta, nejlépe známá ze školní matematiky jako 3,14, ve skutečnosti nikdy nekončí a její číslice nikdy neopakují svůj vzor.

Čísla se málokdy dostanou na titulní stránky, ale konstanta pí to dokáže. Tato slavná konstanta, nejlépe známá ze školní matematiky jako 3,14, ve skutečnosti nikdy nekončí a její číslice nikdy neopakují svůj vzor. Tento nekonečný řetězec se stal globální výzvou pro počítačové inženýry, kteří se snaží zjistit, jak daleko do pí dokážou moderní stroje vypočítat.

Nyní tým ze StorageReview, renomované technologické mediální a IT testovací společnosti, posunul hranice dál než kdy předtím. Vědci ze StorageReview vypočítali 314 bilionů číslic pí a stanovili nový světový rekord, a to právě včas na Den pí (14. března).

Výsledek dalece přesahuje to, co věda skutečně potřebuje. Podle Laboratoře proudového pohonu NASA stačí pouhých 37 číslic pí k výpočtu obvodu pozorovatelného vesmíru s extrémní přesností. Závod o prodloužení pí však pokračuje, nikoli proto, že by matematici očekávali překvapení v číslicích, ale proto, že tyto masivní výpočty odhalují, jak výkonné a spolehlivé moderní počítačové systémy skutečně jsou.

Jeden stroj se pouští do obrovského výpočtu

Mnoho předchozích pokusů o rekord spoléhalo na obrovské cloudové sítě nebo distribuované klastry. Vědci ze StorageReview zvolili jinou cestu. Celý jejich výpočet probíhal na jediném stroji, serveru Dell PowerEdge R7725, který nepřetržitě pracoval přibližně 110 dní. Systém byl vybaven dvěma procesory AMD EPYC, 1,5 terabajty paměti a 40 vysokokapacitními NVMe SSD disky. Z nich 34 disků spolupracovalo na spuštění specializovaného výpočetního softwaru y-cruncher, který je navržen speciálně pro výpočet matematických konstant s obrovskou přesností.

Software opakovaně prováděl složité numerické operace k generování číslic pí. V průběhu času tento proces produkoval obrovské proudy mezilehlých dat, která musela být neustále ukládána a načítána. Server pracoval dnem i nocí téměř čtyři měsíce (110 dní) bez jediného přerušení, dokud konečně nedosáhl úžasné hranice 314 bilionů desetinných míst.

Kevin O Brien, ředitel laboratoře ve StorageReview, uvedl: „Nic se nepřibližuje našemu výkonu z hlediska výkonu, spotřeby energie a především spolehlivosti. Jsme také jediným rozsáhlým světovým rekordem v počítání pí bez jediné minuty prostojů.“

Výzva v přesunu obrovského množství dat

Při tak extrémních měřítkách už největší výzvou není samotná matematika. Skutečnou překážkou je přesun dat. Výpočet stovek bilionů číslic vytváří masivní dočasné soubory, což znamená, že rychlost úložného systému může rozhodnout, zda výpočet uspěje, nebo se zpomalí na minimum. Aby to inženýři zvládli, připojili NVMe disky přímo k procesorům pomocí vysokorychlostních PCIe linek, což umožnilo rychlý přesun dat bez průchodu pomalejšími sdílenými systémy. Nastavení poskytovalo propustnost přibližně 280 gigabajtů za sekundu, což umožnilo stroji efektivně zpracovávat obrovské datové sady.