Mi az a szuperszámítógép? A világ 10 legjobb szuperszámítógépe

Hirdetés

A szuperszámítógép szótári meghatározása „különösen nagy teljesítményű nagygépes számítógép”.

A szuperszámítógép „teljesítményét” hány határozza meg műveletek, amelyeket a rendszer másodpercenként képes feldolgozni.

Ez egy átfogó meghatározás, amelynek célpontja megváltozik minden alkalommal, amikor a számítógépes technológia fejlődik. Az ma a leggyorsabb személyi számítógépek olyan sebességgel dolgozzák fel a műveleteket, mint a szuperszámítógépek évtizedekkel ezelőtt. Ilyen gyorsan változik ez a technológia.

Tehát mi is egy szuperszámítógép?

Vizsgáljuk meg mélyebben azt, hogy a mai szuperszámítógépek hogyan néznek ki.

A világ legerősebb szuperszámítógépe

Az Egyesült Államok, Kína és Japán sok éven át harcoltak, hogy az ország legyen a világ leggyorsabb szuperszámítógépe. A „gyors” értéket a számítógépes rendszer által végrehajtható petafloppok száma határozza meg. A petaflop ezer teraflop vagy egy egymilliárd milliárd lebegőpontos műveletek másodpercenként PC-összehasonlító tesztek: Mik azok, és valójában számukra fontosak?

Rengeteg műszaki webhely található az interneten, amelyek referenciaértékekkel foglalkoznak - sokféle diagram és szám van a piacon szinte bármilyen hardverhez. De mit jelentenek ezek? Olvass tovább .

2013-ra a létező két legerősebb szuperszámítógép volt:

• Az Cray Titan az Oak Ridge-nél, 17,59 petafloop feldolgozási képességgel büszkélkedhet.
• Az IBM Sequoia a Livermore Labs-nál, 17,17-es lövedéket nyomva.

Ebben az évben azonban Kína vette át a futást a NUDT Tianhe-2 Guangzhou-ban, egy óriási 33.86-os petafloppal. Ez a rendszer király volt, 2016-ig, amikor a Sunway TaihuLight Wuxi-ban, Kína végül lenyűgöző 93.01-es petaflop-okkal nyerte meg a díjat.

Alapján Top500, a szuperszámítógépek következő királya a Csúcstalálkozó. Ez egy szuperszámítógép az Oak Ridge National Lab-ban, várhatóan 2018 nyarán indul.

Mélyebben néz ki egy szuperszámítógépbe

Most, hogy megismerte a jelenlegi szuperszámítógépes verseny helyzetét, nézzük meg közelebbről e lenyűgöző technológiai csodák belső működését. Vizsgáljuk meg a Sunway Taihulight.

A Taihulight egy szuperhatékony számítógép, amely a következő processzor architektúrával rendelkezik:

• 1,45 GHz-es SW26010 processzorok, mindegyikük négy magcsoportok Mi a CPU és mit csinál?A számítási rövidítések zavaróak. Mi egyébként a CPU? És szükségem van egy négy- vagy kétmagos processzorra? Mi lenne az AMD, vagy az Intel? Azért vagyunk itt, hogy megmagyarázza a különbséget! Olvass tovább .
• Minden magcsoport 65 magot tartalmaz, csomópontonként összesen 260 magot.
• Minden rendszerszekrény 1024 csomópontot tartalmaz.
• A teljes rendszer 40 szekrényt tartalmaz.

Mindezek a szekrények összekapcsolása érdekében ennek a lenyűgöző rendszernek az építői saját maguk készítették a saját PCIe 3.0 kapcsolatok hálózatát, amelyeket „Sunway Network-nek” neveztek.

A hálózat a kapcsolókat, az erőforrás-megosztó hardvert és az összes szupercsomópontot 7 hüvelyk kábeleken keresztül összeköti, amelyek másodpercenként 70 terabyte adatot továbbítanak.

Az alábbiakban látható a világ 10 leggyorsabb szuperszámítógépe jelenlegi listája Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Kína): 10 649 600 mag, 93 014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Kína): 3 120 000 mag, 33,962 TFlops / s
3. Piz Daint (Svájc): 361 760 mag, 19 590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japán): 19 860 000 mag, 19 136 TFlops / s
5. Titán (Egyesült Államok): 560 640 mag, 17 590 TFlops / s
6. Kaliforniai óriásfenyő (Egyesült Államok): 1 572 864 mag, 17 173 TFlops / s
7. Szentháromság (Egyesült Államok): 979 968 mag, 14 137 TFlops / s
8. Cori (Egyesült Államok): 622 336 mag, 14 015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japán): 556 104 mag, 13,555 TFlops / s
10. K számítógép - Sparc64 (Japán): 705 024 mag, 10 510 TFlops / s

Ez egy hatalmas játékteret jelent, amely a fejlett laboratóriumokat és kormányzati létesítményeket foglalja magában az egész világon. A vezetők nemcsak a számítógépes szakemberek tiszteletét részesítik szerte a világon, de a csúcsértés politikai szempontból is kötelező. És mivel a szuperszámítógép költségei dollár ezer dollárba kerülnek, ezek a vállalatok valószínűleg sok pénzt is keresnek.

Mire használják a szuperszámítógépeket?

Miért lenne szüksége egy olyan számítógépes rendszerre, amely másodpercenként négy milliárd lebegőpontos műveletet képes feldolgozni?

A valóság az, hogy sok különböző iparágban vannak olyan igények, amelyek hatalmas számítási teljesítményt igényelnek. Itt csak néhány szuperszámítógép-felhasználás található az iparban, a kormányokban és a katonaságban.

A International Data Corporation 2014-ben több tucat valós forgatókönyvbe merült, ahol szuperszámítógépeket használtak. A következő példákat vontuk le ebből a tanulmányból.

Ipar

• A General Electric, a repülés és a repülőgépipar egyik fő szereplője, az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium számítógépes szakértőivel együttműködve készített fejlett sugárhajtómű-szimulációk. A szimulációk segítettek a GE-nek egy motor jelenség azonosításában, amely elősegítette a vállalat számára az általános üzemanyag-hatékonyság javítását.
• A Lawrence Livermore National Labs tudósai az ottani szuperszámítógépeket használtak új technika kifejlesztésére felszíni adatgyűjtés. Ez lehetővé tette az Egyesült Államok olaj- és gáziparának, hogy könnyebben azonosítsa a Mexikói-öböl olajkészleteit, és csökkentse Amerika külföldi olajtól való függőségét.
• A Boeing mérnökei szuperszámítógépeket készítettek a létrehozáshoz repülőgép-szimulációk ez jobb aerodinamikai terveket eredményezett, így üzemanyag-hatékonyabb és biztonságosabb repülőgépeket tudtak előállítani.

Kormány

• A Betegségkezelő Központok és a Cornell Egyetem együttműködtek a hepatitis C vírus rendkívül részletes modelljének elkészítésében. A szuperszámítógép segítségével a Cornell Egyetemen a kutatók képesek voltak új terápiákat dolgozzon ki hogy végül segített az orvosi közösségben 8 orvosi technika áttörés, amelyre szüksége lehet egy napHidd el vagy sem, a technológiai fejlődés sebessége továbbra is növekszik - és az orvostudomány területén sok áttörés történik. Nézze meg ezeket a csodálatos új dolgokat! Olvass tovább a májbetegségek csökkentésében vagy gyógyításában a betegekben.
• Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma szuperszámítógépet használt új időjárási modelleket dolgozzon ki ez segítene a meteorológusoknak a potenciálisan veszélyes hurrikánok és ciklonok előrejelzésében. Ezeknek a viharoknak a fejlettebb számítógépes modelljei lehetővé tették a veszélyek előrejelzését akár öt nappal a hatás előtt.

Katonai

• Az amerikai hadsereg szuperszámítógépeket használ a hadsereg kutató laboratóriumában fejlett szimulációk amelyek segítenek a kutatóknak „pusztító élő kísérleteket és prototípus-demonstrációkat” folytatni. Ellenkező esetben költség-tiltó lenne a valós felszereléssel történő magatartás.
• Az Egyesült Államok katonasága által használt egyik legszokatlanabb szuperszámítógépet „Condor Cluster” -nek hívták, amelyet az USA légierő hozott létre 2010-ben. Az ottani mérnökök 1 760 Sony PlayStation 3 konzolt kötöttek össze, hogy létrehozzák a szuperszámítógép magját. 500 TFlopsra képes, és olyan feladatokhoz is felhasználható, mint például mintafelismerés, műholdas képek feldolgozásaés mesterséges intelligencia kutatása.

Mint láthatja, az iparban, a kormányhivatalokban és a katonaságban számos igény van a fejlett számítási teljesítményre.

A kvantum számítógépek a következők?

A szuperszámítógép sebességének minden javulása közvetlen eredménye annak, hogy egyre több tranzisztor kerül mikroprocesszorba csomagolva egy kisebb és kisebb méretben. Mivel ezek a mikroáramkörök egyre inkább egy atom méretarányban csökkennek, sok futurista azt jósolja, hogy a szuperszámítógépek következő lépése a kvantumszámítógépek birodalmában lesz.

Mi az a kvantum számítógép?

A kvantumszámítás egyedülálló számítógépes technológia. A hagyományos tranzisztoron alapuló mikroprocesszor helyett a tudósok remélik, hogy kihasználják a szubatomi részecskék állapotának manipulálását.

A szubatomi részecskék nagyon furcsa fizikai törvényeknek felelnek meg - ezek nagy részét a kutatók csak a közelmúltban fedezték fel. A részecskék szubatomi állapotának ellenőrzésére szolgáló különféle technikákkal kísérletezve a tudósok remélem, hogy a klasszikus tranzisztor 1-jét és 0-át kicserélik ezeknek a kvantumoknak egyenértékű 1 vagy 0 állapotával részecskéket.

Egy másik szó ezeknek a kétállapotú részecskéknek kvantum bitek (vagy „qubits”).

A kvantumszámítás szem előtt tartó vonása az a tény, hogy ezeknek a részecskéknek a számos elérhető állapota lehetővé teheti, hogy ezek a számítógépek csak 1-nél vagy 0-nál többet tárolhassanak.

Van-e Quantum szuperszámítógép?

Azért nem hallottál még a Top500 listájáról egy jobb kvantum-szuperszámítógépről, mert még nem létezik tényleges stabil kvantum-szuperszámítógép.

Az IBM kínál online hozzáférés egy 20 kvbitos rendszerhez a kutatók számára. A kutatók általában kvantumszámítógépeket használnak speciális számításokhoz és elemzésekhez, amelyekre alkalmasak, mint például a kémiai szimulációk.

A kvantumszámítógépek alkotói olyan kifejezéseket használnak, amelyek nemrégiben voltak inkább elméleti jellegűek. De most, ezeket a rendszereket építő tudósok a „kvbitok” nagyon valódi interakcióit „összefonódásnak” írják le. Ők írja le a kvbitok konkrét állapotát „koherenciának”. Tehát szinte lehetetlen összehasonlítani ezeket a rendszereket a hagyományos rendszerekkel számítógépek.

A nagy rendszerek, amelyeknek valószínűleg reményeik vannak a mai hagyományos szuperszámítógépekkel való versenyben, továbbra is túl instabilok. Például 2017 novemberében az IBM bejelentette, hogy 50 kvbit kvantumszámítógépet épített fel. A kvantum-„mikrosztatikus állapotát” azonban csak 90 mikrosekundumban tudta tartani.

A kvantum számítógépek nagy ígéretet jelentenek a jövő számára, ám jelenleg kevés versenyt kínálnak a hagyományos, szilikon alapú szuperszámítógépekkel szemben.

Mit gondolsz, mit tart a jövő?

Szerinted hol vezet a szuperszámítógép-technológia jövője? Gondolod, hogy a kvantumszámítógépek közelebb vannak a láthatáron, mint az emberek rájönnek? Véleménye szerint melyik ország tevékenykedik a listán 2018-ban és azt követően?