Ce este un supercomputer? Top 10 supercomputere din lume

Publicitate

Definiția dicționarului unui supercomputer este „un computer mainframe deosebit de puternic”.

„Puterea” unui supercomputer este definită de câți operații pe care sistemul le poate prelucra în fiecare secundă.

Aceasta este o definiție largă cu un obiectiv care se schimbă de fiecare dată când tehnologia computerului avansează. cele mai rapide calculatoare personale astăzi procesează operațiuni cu viteza pe care au efectuat-o acum câteva decenii supercomputerii. Cam atât de rapid se schimbă această tehnologie.

Deci, ce este un supercomputer, într-adevăr?

Haideți să aruncăm o privire mai detaliată la cum arată supercomputerii astăzi pentru a afla.

Cel mai puternic Supercomputer din lume

Timp de mulți ani, SUA, China și Japonia s-au bătut să fie țara care deținea cel mai rapid supercomputer din lume. „Rapid” este definit de numărul de petaflops pe care sistemul computer îl poate efectua. A petaflopi este o mie de teraflops, sau un patruliard operații cu punct flotant pe secundă Testele de referință pentru PC: Ce sunt ele și contează de fapt?

Pe Internet există o mulțime de site-uri tehnice care se ocupă de repere - o serie întreagă de diagrame și numere pentru aproape orice piesă hardware pe piață. Dar ce înseamnă? Citeste mai mult .

Până în 2013, cele mai puternice două supercomputere existente:

• Cray Titan la Oak Ridge, cu o capacitate de procesare de 17,59 petaflops.
• IBM Sequoia la Livermore Labs, împingând 17.17 petaflops.

Cu toate acestea, în acel an, China a preluat alergarea cu NUDT Tianhe-2 în Guangzhou, cu 33,86 petaflops-uri. Acest sistem a fost rege, până în 2016, când Sunway TaihuLight în Wuxi, China a luat în sfârșit premiul cu un impresionant 93,01 petaflops.

Conform TOP500, următorul rege al supercomputatorilor ar trebui să fie Vârf. Acesta este un supercomputer la Oak Ridge National Lab, preconizat să intre în direct în vara anului 2018.

Privind mai adânc într-un supercomputer

După ce cunoașteți starea actuală cursă de supercomputere, să aruncăm o privire mai atentă asupra funcționărilor interioare ale acestor minunate tehnologii impresionante. Să examinăm Sunway Taihulight.

Taihulight este un computer super-eficient cu următoarea arhitectură de procesor:

• Procesoare SW26010 de 1,45 GHz, fiecare cu patru grupuri de nuclee Ce este un procesor și ce face?Acronimele de calcul sunt confuze. Ce este oricum un procesor? Și am nevoie de un procesor quad sau dual-core? Ce zici de AMD sau Intel? Suntem aici pentru a ajuta la explicarea diferenței! Citeste mai mult .
• Fiecare grup de nucleu conține 65 de nuclee pentru un total de 260 de nuclee pe nod.
• Fiecare dulap de sistem conține 1.024 noduri.
• Întregul sistem conține 40 de dulapuri.

Pentru a conecta toate aceste dulapuri, constructorii acestui sistem impresionant au făcut propria rețea de conexiuni PCIe 3.0 pe care au numit-o „Rețeaua Sunway”.

Rețeaua conectează comutatoarele, hardware-ul de partajare a resurselor și toate supernodurile prin cabluri de 7 inci care transmit date la 70 de terabyți pe secundă.

Următoarea este lista actuală a celor mai rapide 10 supercomputere din lume, potrivit Top 500.

1. Sunway TaihuLight (China): 10.649.600 de nuclee, 93.014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (China): 3.120.000 nuclee, 33.962 TFlops / s
3. Piz Daint (Elveția): 361.760 nuclee, 19.590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japonia): 19.860.000 nuclee, 19.136 TFlops / s
5. Titan (Statele Unite): 560.640 nuclee, 17.590 TFlops / s
6. Sequoia (Statele Unite): 1.572.864 nuclee, 17.173 TFlops / s
7. Treime (Statele Unite): 979.968 nuclee, 14.137 TFlops / s
8. cori (Statele Unite): 622.336 nuclee, 14.015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japonia): 556.104 nuclee, 13.555 TFlops / s
10. Calculator K - Sparc64 (Japonia): 705.024 nuclee, 10.510 TFlops / s

Este un teren de joc vast care implică laboratoare avansate și facilități guvernamentale din întreaga lume. Liderii nu numai că câștigă respectul experților informatici la nivel global, dar și cursa pentru top este încărcată politic. Și cu costurile supercomputerului care se ridică la mii de dolari pe oră, probabil că și aceste companii câștigă foarte mulți bani.

Pentru ce se folosesc supercomputerele?

De ce ar avea cineva nevoie de un sistem informatic care să poată prelucra cvadrilaje de operații în virgule flotant pe secundă?

Realitatea este că, în multe industrii diferite, există nevoi care necesită o putere masivă de calcul. Iată doar câteva utilizări ale supercomputerului în industrie, guverne și militar.

Un raport scris de International Data Corporation în 2014, s-a transformat în zeci de scenarii din lumea reală unde au fost utilizate supercomputere. Am tras următoarele exemple din studiul respectiv.

Industrie

• General Electric, un jucător important în industria aerospațială, a colaborat cu experți în calculatoare la Laboratorul Național Oak Ridge pentru a produce simulări avansate de motoare cu jet. Simulările au ajutat GE să identifice un fenomen motor care a ajutat compania să îmbunătățească eficiența generală a combustibilului.
• Oamenii de știință de la Lawrence Livermore National Labs au folosit supercomputerele acolo pentru a dezvolta o nouă tehnică culegerea de date subterane. Acest lucru a permis industriei petrolului și gazelor americane să identifice mai ușor rezervele de petrol din Golful Mexic și să reducă dependența Americii de petrolul străin.
• Inginerii Boeing au folosit supercomputere pentru a crea simulări de aeronave asta a dus la proiectări aerodinamice mai bune, astfel încât acestea să poată produce aeronave mai eficiente și mai sigure în materie de combustibil.

Guvern

• Centrele pentru controlul bolilor și Universitatea Cornell au colaborat pentru a crea un model extrem de detaliat al virusului hepatitei C. Folosind un supercomputer la Universitatea Cornell, cercetătorii au putut dezvolta noi terapii că până la urmă a asistat comunitatea medicală 8 descoperiri în domeniul tehnicii medicale de care ai nevoie de o ziCredeți sau nu, viteza avansurilor tehnologice este în continuare în creștere - și multe progrese se întâmplă în domeniul medical. Vezi aceste lucruri uimitoare și noi! Citeste mai mult în reducerea sau vindecarea bolilor hepatice la pacienți.
• Departamentul Apărării din SUA a folosit un supercomputer pentru dezvolta noi modele meteorologice asta ar ajuta meteorologii să prezică uragane și cicloni potențial periculoși. Modelele de computer mai avansate ale acestor furtuni au oferit capacitatea de a prezice pericolele până la cinci zile înainte de impact.

Militar

• Armata SUA folosește supercomputere la Laboratorul de Cercetări Armate pentru a rula simulări avansate care ajută cercetătorii să efectueze „experimente distructive în direct și demonstrații de prototipuri”. În caz contrar, acestea ar fi prohibitive de a efectua cu echipamente reale.
• Unul dintre cele mai neobișnuite supercomputere utilizate de armata americană a fost numit „Condor Cluster”, creat de Forțele Aeriene ale SUA în 2010. Inginerii de acolo au conectat 1.760 de console Sony PlayStation 3 pentru a crea miezul supercomputerului. Era capabil de 500 TFlops și era folosit pentru sarcini de genul recunoasterea formelor, procesarea imaginilor prin satelit, și desfășurarea cercetărilor de informații artificiale.

După cum vedeți, există multe cereri din partea tuturor sectoarelor, agențiilor guvernamentale și armatei pentru puterea de calcul avansată.

Urmează calculatoarele cuantice?

Fiecare avans în viteza supercomputerului este un rezultat direct al unui număr mai mare de tranzistoare ambalate în microprocesoare la o scară mai mică și mai mică. Deoarece aceste microcircuite continuă să se micșoreze către o scară atomică, mulți futuristi prevăd că următoarea etapă în supercomputere va fi pe tărâmul calculatoarelor cuantice.

Ce este un computer cuantic?

Calculul cuantic este o abordare unică a tehnologiei computerizate. În locul microprocesorului tradițional bazat pe tranzistor, oamenii de știință speră să valorifice manipularea stării particulelor subatomice.

Particulele subatomice respectă legile fizicii foarte ciudate - o mare parte din care cercetătorii au descoperit doar în trecutul foarte recent. Experimentând diverse tehnici de control al stărilor subatomice ale acestor particule, oamenii de știință sper să înlocuim 1s și 0s ale unui tranzistor clasic cu o stare echivalentă 1 sau 0 a acestor cuantice particule.

Un alt cuvânt pentru aceste particule cu două stări sunt biți cuantici (sau „qubits”).

Aspectul care se bazează pe mintea calculării cuantice este faptul că numeroasele stări disponibile ale acestor particule pot permite acestor computere să stocheze mai mult decât doar 1 sau 0.

Există supercomputere cuantice?

Motivul pentru care nu ați auzit despre un supercomputer cuantic superior care face lista Top500 este încă pentru că nu există încă un supercomputer cuantic stabil stabil.

IBM oferă acces online la un sistem de 20 de qubituri pentru utilizatorii cercetătorilor. Cercetătorii folosesc de obicei calculatoarele cuantice pentru calcule și analize specifice pentru care sunt adecvate, cum ar fi simulările chimice.

Creatorii de calculatoare cuantice folosesc termeni care nu cu mult timp în urmă erau în mare parte de natură teoretică. Însă acum, oamenii de știință care construiesc aceste sisteme descriu interacțiuni foarte reale între „qubits” ca „înțelegere”. ei descrieți stări specifice de qubits drept „coerență”. Deci este aproape imposibil să comparăm aceste sisteme cu cele tradiționale calculatoare.

Sistemele mari care ar putea avea o speranță de a concura cu supercomputerele tradiționale de astăzi sunt încă prea instabile. De exemplu, în noiembrie 2017, IBM a anunțat că a construit un computer cuantic de 50 de cb. Cu toate acestea, ar putea ține doar „microstatul” cuantic pentru 90 de microsecunde.

Calculatoarele cuantice au o promisiune mare pentru viitor, dar chiar acum oferă o mică concurență pentru supercomputerele tradiționale pe bază de silicon.

Ce crezi că deține viitorul?

Unde crezi că se îndreaptă viitorul tehnologiei supercomputerului? Crezi că computerele cuantice sunt mai aproape de orizont decât își dau seama oamenii? Ce țară crezi că va topa lista în 2018 și nu numai?