Kas yra superkompiuteris? 10 geriausių superkompiuterių pasaulyje

Skelbimas

Superkompiuterio žodyno apibrėžimas yra „ypač galingas pagrindinio kompiuterio kompiuteris“.

Superkompiuterio „galia“ yra apibrėžiama pagal skaičių operacijas, kurias sistema gali apdoroti kiekvieną sekundę.

Tai yra platus apibrėžimas, kurio tikslo rodiklis keičiasi kaskart tobulėjant kompiuterinėms technologijoms. greičiausių asmeninių kompiuterių šiandien apdoroja operacijas tokiu greičiu, kokį prieš keletą dešimtmečių vykdė superkompiuteriai. Štai kaip greitai keičiasi ši technologija.

Taigi, kas iš tikrųjų yra superkompiuteris?

Pažvelkime giliau į tai, kaip šiandien atrodo superkompiuteriai.

Galingiausias pasaulyje superkompiuteris

Daugelį metų JAV, Kinija ir Japonija kovojo su šalimi, kuriai priklausė greičiausias superkompiuteris pasaulyje. „Greitas“ yra apibrėžtas petaflokų skaičiumi, kurį gali atlikti kompiuterinė sistema. A petaflop yra tūkstantis teraflopų arba vienas kvadrilijonas slankaus kablelio operacijos per sekundę Kompiuterio lyginamieji testai: kas jie yra ir ar jie iš tikrųjų yra svarbūs?

Internete yra daugybė techninių svetainių, kuriose prekiaujama etalonais - daugybė diagramų ir skaičių beveik bet kokiai rinkoje esančiai aparatinei įrangai. Bet ką jie reiškia? Skaityti daugiau .

Iki 2013 m. Buvo du galingiausi superkompiuteriai:

• Kreikas Titanas ties Oak Ridge, pasigirti galinčia perdirbti 17,59 petaflopais.
• „IBM Sequoia“ „Livermore Labs“, stumdamas 17,17 petaflopo.

Tačiau tais metais Kinija perėmė bėgimą su NUDT „Tianhe-2“ Guangdžou su 33,86 petaflopais. Ši sistema karaliavo iki 2016 m., Kai „Sunway TaihuLight“ Wuxi mieste Kinija pagaliau iškovojo prizą su įspūdingu 93,01 petaflopu.

Pagal „Top500“, kitas superkompiuterių karalius turėtų būti Viršūnių susitikimas. Tai yra „Oak Ridge“ nacionalinės laboratorijos superkompiuteris, kuris, kaip tikimasi, pasirodys 2018 m. Vasarą.

Žvelgiant giliau į superkompiuterį

Dabar, kai jau žinote dabartinių superkompiuterių lenktynių būklę, pažvelkime atidžiau į šių įspūdingų technologijų stebuklų vidinį veikimą. Išnagrinėsime Sunway Taihulight.

„Taihulight“ yra ypač efektyvus kompiuteris, turintis tokią procesoriaus architektūrą:

• 1,45 GHz SW26010 procesoriai, kiekviename yra keturi branduolių grupės Kas yra CPU ir ką jis daro?Kompiuterių akronimų klaidinimas. Kas vis dėlto yra centrinis procesorius? Ir ar man reikia keturių ar dviejų branduolių procesoriaus? O kaip su AMD ar Intel? Mes esame tam, kad padėtume paaiškinti skirtumą! Skaityti daugiau .
• Kiekvienoje branduolių grupėje yra 65 branduoliai, iš viso po 260 branduolių viename mazge.
• Kiekviename sistemos kabinete yra 1024 mazgai.
• Visoje sistemoje yra 40 spintelių.

Norėdami sujungti visas šias spinteles, šios įspūdingos sistemos statytojai pagal užsakymą sukūrė savo PCIe 3.0 jungčių tinklą, kurį jie pavadino „Sunway Network“.

Tinklas jungia jungiklius, išteklių dalijimosi aparatinę įrangą ir visus supernatus per 7 colių kabelius, kurie perduoda duomenis 70 terabaitų per sekundę greičiu.

Toliau pateiktas dabartinis 10 greičiausių superkompiuterių pasaulyje, remiantis 500 geriausių.

1. „Sunway TaihuLight“ (Kinija): 10 649 600 šerdžių, 93 014 TFlops / s
2. „Tianhe-2 MilkyWay-2“ (Kinija): 3 120 000 branduolių, 33 962 TFlops / s
3. Piz Daint (Šveicarija): 361 760 šerdžių, 19 590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japonija): 19 860 000 branduolių, 19 136 TFlops / s
5. Titanas (JAV): 560 640 branduolių, 17 590 TFlops / s
6. Sekvoja (JAV): 1 572 864 branduoliai, 17 173 TFlops / s
7. Trejybė (JAV): 979 968 šerdys, 14 137 TFlops / s
8. Cori (JAV): 622 336 šerdys, 14 015 TFlops / s
9. Ąžuolynas-PACS (Japonija): 556 104 branduoliai, 13 555 TFlops / s
10. K kompiuteris - „Sparc64“ (Japonija): 705 024 branduoliai, 10 510 TFlops / s

Tai didžiulė konkurencija, apimanti pažangias laboratorijas ir vyriausybės įstaigas visame pasaulyje. Vadovai ne tik nusipelno kompiuterių ekspertų pagarbos visame pasaulyje, bet ir lenktynės dėl aukščiausio lygio yra politiškai įpareigotos. Su superkompiuterių kainomis, kurios siekia tūkstančius dolerių per valandą, šios įmonės tikriausiai taip pat uždirba daug pinigų.

Kam naudojami superkompiuteriai?

Kodėl kam nors reikia kompiuterinės sistemos, galinčios apdoroti kvadrilijonus slankaus kablelio operacijų per sekundę?

Realybė yra tokia, kad daugelyje skirtingų pramonės šakų yra poreikių, kuriems reikalinga didžiulė skaičiavimo galia. Čia yra tik keletas superkompiuterių, naudojamų pramonėje, vyriausybėse ir kariuomenėje.

Ataskaita parengta Tarptautinė duomenų korporacija 2014 m. pasinėrė į dešimtis realaus pasaulio scenarijų, kuriuose buvo naudojami superkompiuteriai. Mes paėmėme šiuos tyrimo pavyzdžius.

Industrija

• „General Electric“, pagrindinis aviacijos ir kosmoso pramonės dalyvis, bendradarbiavo su kompiuterių ekspertais Oak Ridžo nacionalinėje laboratorijoje, kad galėtų gaminti pažangiausias reaktyvinio variklio modeliavimas. Modeliavimas padėjo GE nustatyti variklio reiškinį, kuris padėjo įmonei pagerinti bendrą degalų efektyvumą.
• Lawrence Livermore National Labs mokslininkai naudojo ten esančius superkompiuterius kurdami naują metodą požeminių duomenų rinkimas. Tai leido JAV naftos ir dujų pramonei lengviau nustatyti naftos atsargas Meksikos įlankoje ir sumažinti Amerikos priklausomybę nuo užsienio naftos.
• „Boeing“ inžinieriai kurdami naudojo superkompiuterius orlaivių modeliavimas tai lėmė geresnį aerodinaminį dizainą, todėl jie galėjo gaminti degalus taupančius ir saugesnius orlaivius.

Vyriausybė

• Ligų kontrolės centrai ir Kornelio universitetas bendradarbiavo kurdami labai išsamų hepatito C viruso modelį. Kornelio universiteto superkompiuteriu tyrėjai sugebėjo sukurti naujus gydymo metodus kad galiausiai padėjo medikų bendruomenei 8 medicinos technikos proveržiai, kad jums gali prireikti vienos dienosPatikėkite ar ne, technologinės pažangos sparta vis dar didėja - ir medicinos srityje įvyksta daugybė proveržių. Peržiūrėkite šiuos nuostabius dalykus! Skaityti daugiau sumažinti ar išgydyti pacientų kepenų ligas.
• JAV gynybos departamentas naudojosi superkompiuteriu kurti naujus orų modelius tai padėtų meteorologams numatyti galimai pavojingus uraganus ir ciklonus. Pažangesni šių audrų kompiuteriniai modeliai suteikė galimybę numatyti pavojų likus penkioms dienoms iki smūgio.

Karinis

• JAV kariuomenė naudojasi superkompiuteriais Armijos tyrimų laboratorijoje, kad paleistų išplėstinis modeliavimas kurie padeda tyrėjams atlikti „destruktyvius tiesioginius eksperimentus ir prototipų demonstracijas“. Priešingu atveju elgtis su realia įranga būtų pernelyg brangu.
• Vienas iš labiausiai neįprastų superkompiuterių, naudojamų JAV kariuomenės, buvo vadinamas „Condor Cluster“, kurį 2010 m. Sukūrė JAV oro pajėgos. Ten inžinieriai sujungė 1 760 „Sony PlayStation 3“ pultų, kad sukurtų superkompiuterio branduolį. Jis galėjo atlikti 500 TFlops ir buvo naudojamas tokioms užduotims kaip modelio atpažinimas, apdorojant palydovinius vaizdusir atliekant dirbtinio intelekto tyrimus.

Kaip matote, visos pramonės šakos, vyriausybinės agentūros ir kariškiai reikalauja daug pažangių skaičiavimo galių.

Ar šalia yra kvantiniai kompiuteriai?

Kiekvienas superkompiuterio greičio progresas yra tiesioginis rezultatas, kai mažesnis ir mažesnis mastelis tranzistorių yra supakuotas į mikroprocesorius. Kadangi šie mikroschemos ir toliau traukiasi link atominio masto, daugelis futuristų prognozuoja, kad kitas superkompiuterių etapas bus kvantinių kompiuterių srityje.

Kas yra „Quantum“ kompiuteris?

Kvantinis skaičiavimas yra unikalus kompiuterinių technologijų pasirinkimas. Vietoj tradicinio tranzistoriaus pagrįsto mikroprocesoriaus, mokslininkai tikisi pasinaudoti manipuliavimu subatominių dalelių būkle.

Subatominės dalelės laikosi labai keistų fizikos įstatymų, kuriuos tyrinėtojai atrado tik visai neseniai. Eksperimentuodami su įvairiais būdais kontroliuoti šių dalelių subatomines būsenas, mokslininkai tikiuosi pakeisti 1 ir 0 klasikinio tranzistoriaus ekvivalentu 1 arba 0 šių kvantų būsenomis dalelės.

Kitas šių dviejų būsenų dalelių žodis yra kvantiniai bitai (arba „kvbitas“).

Kvantinio skaičiavimo aspektas yra tai, kad daugybė šių dalelių būsenų gali leisti kompiuteriams laikyti daugiau nei 1 arba 0.

Ar yra kokių nors „Quantum“ superkompiuterių?

Jūs dar negirdėjote apie pranašesnį kvantinį superkompiuterį, sudarantį „Top500“ sąrašą, nes dar nėra tikro stabiliojo kvantinio superkompiuterio.

IBM siūlo internetinė prieiga prie 20 kvbitų sistemos, kuria galėtų naudotis tyrėjai. Tyrėjai paprastai naudoja kvantinius kompiuterius konkretiems skaičiavimams ir analizei, kuriai jie yra gerai pritaikyti, pvz., Cheminėms simuliacijoms.

Kvantinių kompiuterių kūrėjai naudoja terminus, kurie seniai dažniausiai buvo teorinio pobūdžio. Tačiau dabar šias sistemas kuriantys mokslininkai labai realią sąveiką tarp „kvbitų“ apibūdina kaip „susipainiojimą“. Jie apibūdinkite konkrečias kvbitų būsenas kaip „darną“. Taigi beveik neįmanoma palyginti šių sistemų su tradicinėmis kompiuteriai.

Didelės sistemos, kurios gali turėti vilties konkuruoti su šių dienų tradiciniais superkompiuteriais, vis dar yra per daug nestabilios. Pavyzdžiui, 2017 m. Lapkričio mėn. IBM paskelbė sukūrusi 50 kbitų kvantinį kompiuterį. Tačiau jis galėjo išlaikyti savo kvantinę „mikrostatą“ tik 90 mikrosekundžių.

Kvantiniai kompiuteriai žada didelę ateities perspektyvą, tačiau šiuo metu jie mažai konkuruoja su tradiciniais, silikono pagrindu sukurtais superkompiuteriais.

Ką manote apie ateitį?

Kaip manote, kur sukasi superkompiuterių technologijos ateitis? Ar manote, kad kvantiniai kompiuteriai yra arčiau horizonto, nei žmonės suvokia? Kuri šalis, jūsų manymu, pateks į sąrašą 2018 ir vėliau?