Čo je superpočítač? Top 10 superpočítačov na svete

Reklama

Definícia slovníka superpočítača je „obzvlášť výkonný počítač sálového počítača“.

„Výkon“ superpočítača je definovaný počtom operácie, ktoré systém dokáže spracovať každú sekundu.

Toto je široká definícia, ktorá sa mení zakaždým, keď počítačová technológia napreduje. najrýchlejšie osobné počítače dnes spracovávajú operácie rýchlosťou, ktorú superpočítače vykonávali pred niekoľkými desaťročiami. Takto sa táto technológia rýchlo mení.

Čo je to superpočítač?

Pozrime sa hlbšie na to, ako vyzerajú superpočítače dnes.

Najvýkonnejší superpočítač na svete

Po mnoho rokov sa USA, Čína a Japonsko bojovali o to, aby vlastnili najrýchlejší superpočítač na svete. „Rýchly“ je definovaný počtom petaflopov, ktoré môže počítačový systém vykonať. petaflop je tisíc teraflopov alebo jeden štvornásobok operácie s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu Testy PC Benchmark: Čo sú a skutočne záleží?Na internete existuje veľa technických stránok, ktoré sa zaoberajú referenčnými hodnotami - celý rad grafov a čísel pre takmer každý hardvér na trhu. Čo však znamenajú? Čítaj viac .

Do roku 2013 boli dvaja najmocnejší superpočítače v súčasnosti:

• Cray Titan v Oak Ridge sa môže pochváliť spracovateľskou kapacitou 17,59 petaflop.
• IBM Sequoia v Livermore Labs tlačí 17,17 petaflop.

V tom roku sa však Čína ujala vedenia NUDT Tianhe-2 v Guangzhou, s neuveriteľnými 33,86 petaflop. Tento systém bol kráľom až do roku 2016, keď Sunway TaihuLight vo Wuxi Čína konečne získala cenu s pôsobivými 93,01 petaflopami.

Podľa TOP500, ďalším kráľom superpočítačov by mal byť vrcholok. Toto je superpočítač v Oak Ridge National Lab, ktorý by mal byť uvedený do prevádzky v lete roku 2018.

Hľadáte hlbšie do superpočítača

Teraz, keď poznáte stav aktuálnej superpočítačovej rasy, pozrime sa bližšie na vnútorné fungovanie týchto pôsobivých zázrakov technológie. Pozrime sa Sunway Taihulight.

Taihulight je super efektívny počítač s nasledujúcou architektúrou procesorov:

• 1,45 GHz procesory SW26010, každý so štyrmi skupiny jadier Čo je to procesor a čo to robí?Výpočtové skratky sú mätúce. Čo je vlastne CPU? A potrebujem štvorjadrový alebo dvojjadrový procesor? A čo AMD alebo Intel? Sme tu, aby sme vysvetlili rozdiel! Čítaj viac .
• Každá skupina jadier obsahuje 65 jadier, celkom 260 jadier na uzol.
• Každá systémová skrinka obsahuje 1 024 uzlov.
• Celý systém obsahuje 40 skriniek.

V záujme prepojenia všetkých týchto skriniek si stavitelia tohto pôsobivého systému vytvorili vlastnú sieť pripojení PCIe 3.0, ktorú nazvali „Sunway Network“.

Sieť spája prepínače, hardvér na zdieľanie zdrojov a všetky supernódy pomocou 7-palcových káblov, ktoré prenášajú údaje rýchlosťou 70 terabajtov za sekundu.

Nasleduje aktuálny zoznam 10 najrýchlejších superpočítačov na svete Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Čína): 10 649 600 jadier, 93 014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Čína): 3 120 000 jadier, 33 962 TFlops / s
3. Piz Daint (Švajčiarsko): 361 760 jadier, 19 590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japonsko): 19 860 000 jadier, 19 136 TFlops / s
5. titán (Spojené štáty): 560 640 jadier, 17 590 TFlops / s
6. sekvoje (Spojené štáty): 1 572 864 jadier, 17 173 TFlops / s
7. trojica (Spojené štáty): 979 968 jadier, 14 137 TFlops / s
8. Cori (Spojené štáty): 622 336 jadier, 14,015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japonsko): 556 104 jadier, 13 555 TFlops / s
10. Počítač K - Sparc64 (Japonsko): 705 024 jadier, 10 510 TFlops / s

Ide o obrovské podmienky, ktoré zahŕňajú vyspelé laboratóriá a vládne zariadenia na celom svete. Lídri si celosvetovo vážia nielen uznanie počítačových odborníkov, ale aj preteky o najvyššiu pozíciu sú politicky spoplatňované. A keďže náklady na superpočítač dosahujú tisíce dolárov za hodinu, pravdepodobne aj tieto spoločnosti zarobia veľa peňazí.

Na čo sa superpočítače používajú?

Prečo by niekto potreboval počítačový systém, ktorý dokáže spracovať kvadrilióny operácií s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu?

Realita je taká, že v mnohých rôznych odvetviach existujú potreby, ktoré si vyžadujú obrovskú výpočtovú silu. Tu je len niekoľko použití superpočítačov v priemysle, vláde a armáde.

Správa napísaná úradom International Data Corporation v roku 2014 sa ponoril do desiatok scenárov reálneho sveta, v ktorých boli použité superpočítače. Z tejto štúdie sme čerpali nasledujúce príklady.

priemysel

• General Electric, významný hráč v leteckom priemysle, spolupracoval s počítačovými expertmi v Oak Ridge National Laboratory pri výrobe pokročilé simulácie prúdového motora. Simulácie pomohli spoločnosti GE identifikovať jav motora, ktorý spoločnosti pomohol zlepšiť celkovú palivovú účinnosť.
• Vedci z Lawrence Livermore National Labs použili superpočítače na vývoj novej techniky pre zber dát pod povrchom. To umožnilo americkému ropnému a plynárenskému priemyslu ľahšie identifikovať zásoby ropy v Mexickom zálive a znížiť americkú závislosť od zahraničnej ropy.
• Boeing inžinieri využívali superpočítače simulácie lietadiel To viedlo k lepším aerodynamickým návrhom, aby mohli vyrábať palivovo úspornejšie a bezpečnejšie lietadlá.

vláda

• Centrá pre kontrolu chorôb a Cornell University spolupracovali na vytvorení vysoko podrobného modelu vírusu hepatitídy C. Použitím superpočítača na Cornell University boli vedci schopní vyvíjať nové terapie to nakoniec asistoval lekárskej komunite 8 lekárskych objavov, ktoré by ste mohli potrebovať jedného dňaVerte tomu alebo nie, rýchlosť technologického pokroku stále rastie - a v oblasti medicíny dochádza k mnohým prielomom. Pozrite sa na tieto úžasné nové veci! Čítaj viac pri znižovaní alebo liečení ochorenia pečene u pacientov.
• Americké ministerstvo obrany používalo superpočítač vyvíjať nové modely počasia To by pomohlo meteorológom predpovedať potenciálne nebezpečné hurikány a cyklóny. Pokročilejšie počítačové modely týchto búrok poskytli schopnosť predvídať nebezpečenstvo až päť dní pred nárazom.

vojenský

• Americká armáda používa superpočítače na výskumné laboratórium armády pokročilé simulácie ktoré pomáhajú vedcom vykonávať „deštruktívne živé experimenty a demonštrácie prototypov“. Inak by to bolo z hľadiska nákladov na prevádzku so skutočným vybavením zakázané.
• Jeden z najneobvyklejších superpočítačov používaných americkou armádou sa nazýval „Condor Cluster“, ktorý vytvorili americké vzdušné sily v roku 2010. Inžinieri tam spojili 1 760 konzol Sony PlayStation 3, aby vytvorili jadro superpočítača. To bolo schopné 500 TFlops, a používa sa pre úlohy, ako je rozpoznávanie vzorov, spracovanie satelitných snímoka vykonávanie výskumu v oblasti umelej inteligencie.

Ako vidíte, existuje veľa požiadaviek zo všetkých odvetví, vládnych agentúr a armády na zdokonalenú výpočtovú silu.

Sú ďalšie kvantové počítače?

Každý pokrok v rýchlosti superpočítača je priamym dôsledkom väčšieho počtu tranzistorov zabalených do mikroprocesorov v menšom a menšom meradle. Keď sa tieto mikroobvody zmenšujú smerom k atómovej mierke, veľa futuristov predpovedá, že ďalšia fáza superpočítačov bude v oblasti kvantových počítačov.

Čo je to kvantový počítač?

Kvantová výpočtová technika je jedinečným riešením počítačovej technológie. Namiesto tradičných tranzistorových mikroprocesorov vedci dúfajú, že využijú na manipuláciu so stavom subatomárnych častíc.

Subatomické častice dodržiavajú veľmi zvláštne fyzikálne zákony - z ktorých mnohí vedci objavili až v nedávnej minulosti. Vedci experimentovali s rôznymi technikami na kontrolu subatomatických stavov týchto častíc dúfam, že nahradíme 1s a 0s klasického tranzistora ekvivalentným stavom 1 alebo 0 týchto kvantov častice.

Ďalšie slovo pre tieto dvojstavové častice je kvantové bity (alebo „qubits“).

Aspektom kvantového výpočtu je ohýbanie mysle, skutočnosť, že veľa dostupných stavov týchto častíc môže umožniť týmto počítačom uložiť viac ako len 1 alebo 0.

Existujú nejaké kvantové superpočítače?

Dôvod, prečo ste ešte nepočuli o vynikajúcom kvantovom superpočítači, ktorý zostavuje zoznam Top500, je ten, že zatiaľ neexistuje žiadny skutočný stabilný kvantový superpočítač.

IBM ponúka on-line prístup k 20bitovému systému, ktorý majú vedci používať. Vedci zvyčajne používajú kvantové počítače na konkrétne výpočty a analýzy, na ktoré sú dobre vhodné, napríklad na chemické simulácie.

Tvorcovia kvantových počítačov používajú pojmy, ktoré boli donedávna väčšinou teoretické. Vedci, ktorí budujú tieto systémy, však teraz opisujú veľmi reálne interakcie medzi „vtákmi“ ako „zapletenie“. oni popisujú konkrétne stavy qubits ako „koherencie“. Je teda takmer nemožné porovnávať tieto systémy s tradičnými počítačov.

Veľké systémy, ktoré by mohli mať nádej na konkurenciu s dnešnými tradičnými superpočítačmi, sú stále príliš nestabilné. Napríklad v novembri 2017 spoločnosť IBM oznámila, že postavila 50-kvantový kvantový počítač. Kvantový „mikrostat“ však dokázal udržať iba 90 mikrosekúnd.

Kvantové počítače majú veľkú nádej do budúcnosti, ale práve teraz ponúkajú malú konkurenciu pre tradičné superpočítače na báze silikónu.

Čo si myslíte, že budúcnosť drží?

Kam si myslíte, že smeruje budúcnosť superpočítačovej technológie? Myslíte si, že kvantové počítače sú na obzore bližšie, než si ľudia uvedomujú? Ktorá krajina bude podľa vás na prvom mieste v roku 2018 a neskôr?