Чем отличаются суперкомпьютеры от обычных компьютеров
Обновлено: 06.07.2024
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Что такое суперкомпьютеры?
Чем отличаются суперкомпьютеры от обычных компьютеров?
Из истории суперкомпьютеров:
Американские суперкомпьютеры
Российские суперкомпьютеры.
Сферы применения суперкомпьютеров:
Военная.
Наука и образование.
Аэрокосмическая.
Медицина.
Метеорологическая
Шахматная
TOP-500
Описание слайда:
Что такое суперкомпьютер?
Суперкомпьютер - это "сверхмашина", намного более производительная, чем любая из доступных рядовому пользователю. Суперкомпьютер не купишь в магазине через дорогу.
"Супер" означает самый-самый - самый большой, самый дорогой, самый быстрый, самый мощный, производительность его на настоящий момент максимальна. Главное же отличие суперкомпьютера от персоналки и мэйнфрейма - концентрация сил на одном громоздком приложении вместо обслуживания вороха мелких.
Описание слайда:
Чем отличаются суперкомпьютеры от обычных компьютеров?
Характерными особенностями всех современных суперкомпьютеров являются:
- многопроцессорность (от 8 до штук);
- высокая скорость обмена данными между отдельными узлами (до 500 мегабайт в секунду);
- большой объем оперативной (до 600 гигабайт) и дисковой (сотни терабайт) памяти;
- архитектура, обеспечивающая параллельность обработки данных и специальное ПО для этих целей.
Описание слайда:
Американские компьютеры.
История создания суперкомпьютеров неразрывно связана с именем американца Сеймура Крея\Seymour Cray. В 1957 году он создал электронную компанию Control Data Corporation, которая занялась проектированием и постройкой вычислительных комплексов, ставших родоначальниками современных суперкомпьютеров. В 1958 году под руководством Крея был создан первый в мире мощный компьютер на транзисторах CDC 1604, за которым последовали более совершенные системы CDC 6600 и CDC 7600. В 1972 году Крей основал собственную фирму Cray Research, которая занялась разработкой и производством настоящих суперкомпьютеров. В 1976 году она выпустила систему CRAY-1 с быстродействием порядка 100 мегафлопс. Девятью годами позже появился суперкомпьютер CRAY-2, который работал со скоростью 1-2 гигафлопс. В 1989 году Крей основал фирму Cray Computer Corporation и вскоре создал суперкомпьютер CRAY-3, быстродействие которого доходило до пяти гигафлопс. После появления этой машины в английский язык вошло выражение "время Крея"\Cray time - то есть, стоимость часа работы суперкомпьютера (тогда она составляла $1 тыс. в час).
В 1997 году американская компания Intel выпустила суперкомпьютер ASCI Red, первую в мире систему с быстродействием более одного триллиона операций в секунду, точнее, 1.334 терафлопс.
Описание слайда:
Описание слайда:
На данный момент соперничают друг с другом «СКИФ-К1000» и «Blue Gene/L».
Операционная система SUSE Linux Enterprise Server 8
Вес установки 6.5 Т
Дисковая память 288 × 80 GB = 23 040 GB
Число вычислительных узлов/процессоров 288/576
Тип процессора AMD Opteron™ 2.2 Ггц
Пиковая производительность 2.534 Tflops
Производительность на тесте Linpack 2.032 Tflops (80.1% от пиковой)
Оперативная память 288 × (8 × 0.5 GB) = 1 152 GB
Операционная система
Вес установки
Дисковая память
Число вычислительных узлов/процессоров /65536
Тип процессора PowerPC 440
Пиковая производительность 70.7Tflops
Производительность на тесте Linpack
Оперативная память
Описание слайда:
Военная сфера.
Военный суперкомпьютер на процессорах Xeon с 64-разрядными расширениями
Американское министерство обороны объявило о намерении установить в одном из своих вычислительных центров суперкомпьютер на базе новых процессоров Intel с 64-разрядными расширениями. Официально о появлении таких процессоров объявил на недавнем форуме Intel для разработчиков глава процессорного гиганта Крейг Баррет. Первые процессоры с расширенным набором команд появятся на рынке во втором квартале. Созданием кластера для министерства обороны займется компания Linux Networx. Кластер будет состоять из 1066 узлов, в каждом из которых будет по два процессора с частотой 3,6 ГГц. Компьютер будет работать под управлением ОС Linux, пакета Clusterworx 3.0 и набора инструментов управления ICE Box. Для соединения узлов будут использоваться высокоскоростные линии Myrinet и Gigabit Ethernet.
Стратегические задачи суперкомпьютеров
Управляемый термоядерный синтез
Моделирование взрывов и ядерных испытаний (в 1985 году США и СССР прекратили ядерные испытания, но продолжают совершенствовать ядерное оружие)
Разработка военной и авиакосмической техники
Описание слайда:
Наука и образование.
Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Департамента энергии США (PNNL) заказала Hewlett-Packard суперкомпьютер стоимостью в 24,5 миллионов долларов. Новый суперкомпьютер планируют применить преимущественно для нужд химии и молекулярной биологии. С ее помощью специалисты PNNL рассчитывают разработать совершенные компьютерные модели реакций, которые заменят сложные и дорогие эксперименты. Машина, на которой будет установлена операционная система Linux, должна быть построена и полностью "доведена до ума" к началу 2003 года. Новый суперкомпьютер снабдят его 1400 процессорами следующего поколения Intel® (Мак-Кинли) и Itanium™ (Мэдисон). Предполагается, что чудо техники будет работать примерно в 8300 раз быстрее средней "персоналки". Машина сможет с успехом конкурировать и с современными суперкомпьютерами. Например, она будет в 30 раз быстрее работать, удерживать в 10 раз больше памяти и иметь в 50 раз больше места на диске, чем самый мощный компьютер PNNL (кстати, недавно считавшийся самым лучшим в мире). Суперкомпьютер будет иметь 1,8 терабайт памяти и 170 терабайт на диске (один терабайт равен 1,024 гигабайтам) и станет самым мощным "линуксовым" компьютером в мире.
Описание слайда:
Национальное аэрокосмическое агентство США (NASA) завершило строительство нового суперкомпьютера Columbia. Система состоит из двадцати серверов Silicon Graphics Altix, в каждом из которых используются 512 процессоров Intel Itanium 2. Таким образом, всего Columbia содержит 10240 чипов, а производительность суперкомпьютера при работе 16 из 20 узлов достигает 42,7 триллиона операций с плавающей запятой в секунду (терафлопс). Таким образом, при подключении всех узлов теоретическое быстродействие должно превышать 53 терафлопс. Для сравнения, лидер рейтинга пятисот самых мощных суперкомпьютеров, Earth Simulator, обладает производительностью в 35,86 терафлопс.
Предполагается, что мощности Columbia будут применяться в процессе проектирования космических кораблей, для имитации полетов и для моделирования климата. Кроме того, ресурсы системы будут частично предоставляться другим научным учреждениям.
Суперкомпьютер воспроизвёл историю Вселенной
Профессор Карлос Френк (Carlos Frenk) и его коллеги из британского университета Дарема (University of Durham) запустили проект под названием "Тысячелетие" (Millennium), в рамках которого будет проведено самое масштабное и детальное моделирование эволюции Вселенной. Учёные "завербовали" мощный суперкомпьютер, чтобы проиграть сценарий всего развития Вселенной от Большого Взрыва и до наших дней.
В основу модели были положены современные представления о физике пространства и времени, элементарных частицах, данные космических наблюдений и, собственно, сама космологическая теория Большого Взрыва, которая является самой признанной (хотя, справедливости ради, нужно сказать — не единственной) теорией, объясняющей эволюцию Вселенной.
Потому, в частности, компьютер отслеживал поведение 10 миллиардов частиц тёмной материи на протяжении 13 миллиардов лет смоделированной эволюции.
Сравнения между результатами расчётов и астрономическими наблюдениями уже помогают проливать свет на некоторые космические тайны.
Описание слайда:
Сфера медицины.
Первый показ общественности этой разработки был проведен в рамках государственных испытаний в феврале 2002 года. Это пример создания на базе "СКИФ"-а прикладной системы. В системе была решена задача совместимости суперкомпьютера и медицинской аппаратуры. Это позволило в режиме реального времени анализировать состояние больных, определять точный диагноз и оптимальный путь лечения. Кардиологическая установка всегда сильно привлекала к себе внимание всех специалистов, поскольку на ней наиболее ярко проявлялись особенности Программы "СКИФ", а именно ориентированность на законченные прикладные системы. На обывательском уровне АПКК это уже не суперкомпьютер, а "черный ящик", который выполняет функции кардиологического комплекса. В АППК используется оригинальная методика диагностики кардиологических заболеваний, разработанная белорусскими коллегами (ОИПИ НАН совместно с Республиканским кардиологическим центром Беларуси). Эта методика защищена патентами. Она основана на том, что снимается и обрабатывается ряд видеоизображений капилляров на сетчатке глаза обследуемого. На такую съемку по физиологическим ограничениям отводится очень малое время, потому что глаз начинает слезиться. Кроме того, жесткое ограничение времени на обследование и постановку диагноза определяется еще и тем, что кардиологический комплекс предполагается использовать во время массовых профилактических осмотров населения.
Описание слайда:
Метеорологическая сфера
IBM строит в Европе метеорологический суперкомпьютерВторник, 25 декабря, 2001 г. - 08:20 WASTВ Европейском центре среднесрочных метеопрогнозов, находящемся в Великобритании, будет установлен суперкомпьютер компании IBM - Blue Storm. Строительство системы планируется завершить за два года; ее вычислительная мощь будет впятеро большей, чем мощь всех нынешних компьютеров Центра, вместе взятых.
Основу Blue Storm составят серверы IBM eServer p690; система займет в общей сложности около 50 серверных стоек. К 2004 году пиковую вычислительную мощь суперкомпьютера планируется увеличить примерно втрое, не наращивая площади, занимаемой оборудованием.
Суперкомпьютер будет работать под управлением AIX. Первоначально Blue Storm будет содержать 1000 процессоров Power4; общая емкость накопителей составит 1,5 петабайт, вычислительная мощь - свыше 20 трлн. операций в секунду. Система будет весить 130 тонн, а по мощи будет в 1700 раз превосходить шахматный суперкомпьютер Deep Blue.
Описание слайда:
Шахматная сфера.
Проект IBM Deep Blue открылся в 1989 году.
Примерно в 1993 компьютер доказал свое превосходство над большинством сильнейших игроков в быстрых шахматах, в блице. Компания Intel в 1994 году провела Intel World Chess Express Challenge. В нем, помимо живых гроссмейстеров, участвовала программа Fritz на весьма неплохом "железе" - рабочей станции Olivetti с процессором Intel Pentium 90 МГц.
Обыграв нескольких гроссмейстеров, в том числе, индийского гения Вишванатана Ананда, машина поделила с Каспаровым первое место. Тут же был проведен дополнительный поединок для выявления единоличного победителя, и в нем Каспаров выиграл со счетом 4-1.
В конечном итоге, к 1996 году - к первому матчу с Каспаровым - Deep Blue представлял собой суперкомпьютер RS/6000, состоящий из 32 нодов, по 6 процессоров на нод. Система была способна обрабатывать (читай: оценивать) до 100 млн. шахматных позиций в секунду. Работало все это чудо под управлением операционной системы AIX UNIX.
Проиграв первую партию, Каспаров выиграл вторую, затем сделал две ничьих и выиграл последние две партии. Итоговый результат: победа человека со счетом 4-2.
. Уже через год состоялся матч-реванш, победу в котором со счетом 3,5 на 2,5 одержала машина.
Описание слайда:
TOP-500.
Российский суперкомпьютер — 56-й в мире
текст: Анатолий Ализар
В последнем рейтинге мощнейших компьютеров мира — сразу три российских суперкомпьютера. Причем один из них на 56-м месте. И то, и другое — рекордные достижения отечественных инженеров.
Вчера был опубликован свежий рейтинг Топ500, который содержит список самых мощных суперкомпьютеров на планете. Рейтинг составляется два раза в год, начиная с 1993 г., с тех пор это уже 25-й выпуск.
Ни разу за всю историю российские суперкомпьютеры не занимали таких высоких мест в рейтинге, и никогда их не было так много. В этом году в Топ500 вошли сразу три российские машины, которые заняли 56, 405 и 474 места.
56. Кластер MVS-15000BM. Модель системы JS20 Cluster производства IBM, в кластере 924 процессора PowerPC970 по 2,2 ГГц. Пиковая производительность — 8131,2 Гфлопс.
405. Кластер CP6000. Модель системы Integrity rx2600 Itanium2 Cluster производства HP, в кластере 256 процессоров Intel Itanium 2 по 1,5 ГГц. Пиковая производительность — 1536 Гфлопс.
474.Кластер SuperDome 875 МГц. Модель системы SuperDome HyperPlex производства HP (Convex), в кластере 608 процессоров HP по 875 МГц. Пиковая производительность — 2128 Гфлопс.
Впрочем, России еще очень далеко до мировых лидеров в области построения мощнейших вычислительных кластеров. Например, у Великобритании — 32 представителя в Топ500, у Германии — 40, а у США и вовсе 277, так что нам есть куда стремиться. Для сравнения, самый мощный в мире суперкомпьютер BlueGene имеет 65 536 процессоров и пиковую производительность, равную 183 500 Гфлопс, то есть в двадцать два раза больше, чем у российского рекордсмена.
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Какой компьютер является мощнейшим на сегодняшний день?
В конце июня 2020 года был опубликован ежегодный рейтинг из 500 самых мощных суперкомпьютеров в мире. Первую строчку в нем занял японский Fugaku. Он в 2,8 раз мощнее, чем прошлогодний лидер — Summit от IBM (он теперь на втором месте). Впервые рейтинг возглавил компьютер на базе процессоров ARM.
Fugaku разработала компания Fujitsu — та самая, что выпускала популярную фото- и видеотехнику Fuji. Разработки велись на базе Института Кобе в составе Института физико-химических исследований (RIKEN). Концепцию придумали еще в 2010 году, а на создание и сборку ушло более шести лет.
Пишут, что Fugaku сможет помочь в борьбе с коронавирусом. Но на самом деле суперкомпьютеры способны решать самые амбициозные задачи, которые приходят нам в голову.
Чем суперкомпьютер отличается от обычного?
Суперкомпьютеры называют «числодробилками» или «числогрызами»: они нужны для супербыстрых вычислений. Главное отличие в том, что обычный компьютер выполняет задачи последовательно, хотя и на высокой скорости — вплоть до доли секунды, поэтому мы этого не замечаем. Суперкомпьютер делает это одновременно и обрабатывает огромный массив данных.
Для этого им нужны тысячи супермощных процессоров. В результате вычисления, на которые у мощного игрового компьютера уйдет неделя, суперкомпьютер выполняет за день. Однако важно, чтобы программы работали корректно, с учетом технических особенностей машины. Иначе то, что корректно работает на 100 процессорах, сильно замедлится на 200.
Современные смартфоны работают так же быстро, как самый мощный суперкомпьютер 1994 года.
Суперкомпьютеры работают на специальном ПО. Например, у Fugaku операционная система Red Hat Enterprise Linux 8 c гибридным ядром, состоящим из одновременно работающих ядер Linux и McKernel. В качестве программных средств используют API — то есть интерфейсы или платформы для программирования — и открытое ПО, которое позволяет создавать виртуальные суперкомпьютеры на базе обычных. Часто суперкомпьютер — это несколько высокомощных компьютеров, которые объединены высокоскоростной локальной сетью.
Обычно производительность компьютеров оценивается во флопсах (FLOPS — FLoating-point Operations Per Second) — то есть количестве операций над числами с плавающей точкой в секунду. Для суперкомпьютеров сначала использовали мегафлопсы — MIPS, количество миллионов операций в секунду, а с 2008 года петафлопсы — то есть количество миллионов миллиардов вычислений в секунду. К примеру, у суперкомпьютера Fugaku производительность составляет 415 петафлопс, а у Summit — 148.
Кто придумал суперкомпьютер?
Сам термин появился в конце 1960-х годов в Ливерморской национальной лаборатории США и компании-производителе компьютеров CDC. Но впервые о «супервычислениях» заговорили еще в 1920-х годах, когда IBM собрала для Колумбийского университета свой табулятор — первую ЭВМ, работавшую на перфокартах.
Первой супер-ЭВМ считают Cray-1, созданную в 1974 году. Ее разработал Сеймур Крей — американский инженер в области вычислительной техники и основатель компании Cray Research. Cray-1 выполняла до 180 млн операций в секунду.
За основу Крэй уже имеющиеся разработки — компьютеры CDC 8600 и CDC STAR-100. Он построил процессор, который быстро выполнял и скалярные и векторные вычисления: предшественники хорошо справлялись либо с первыми, либо со вторыми.
Скалярные вычисления — те, где используется одна характеристика, величина и знак. В векторных используют вектора, то есть величину и направление (угол).
Для этого инженер использовал небольшие модули памяти, расположенные близко к процессору, чтобы увеличить скорость. Так был создан новый принцип работы с памятью — «регистр-регистр». Центральный процессор берет и записывает данные в регистры, а не в память, как у предыдущих моделей — это тоже увеличило скорость обработки. Сам процессор состоял из 144 тыс. микросхем, которые охлаждались фреоном.
Cray-1 впервые презентовали в 1975-м, и за нее тут же начали биться ведущие лаборатории США, занимающиеся сложными вычислениями. В 1977-м компьютер достался Национальному центру атмосферных исследований, где проработал 12 лет. Cray-1 можно было арендовать для работы за $7 500 в час или $210 тыс. в месяц.
В 1980-х годах Крэй выпустил еще две модели суперкомпьютеров нового поколения, включая многопроцессорный Cray X-MP. Начиная с 1990-х лидерство перехватили NEC, Hewlett-Packard и IBM, причем компьютеры последней регулярно занимают верхние строчки того самого ТОП-500.
Где и для чего используют суперкомпьютеры?
Главная задача суперкомпьютеров — выполнять максимум вычислений за минимум времени. Это полезно для многих областей: начиная от создания лекарств и заканчивая разработками новых продуктов и технологий,
Суперкомпьютер Fugaku изучает пути распространения вируса и его диагностику. Для этого он обрабатывает данные статистики, коэффициент заражения вируса, его состав и модель поведения. А еще ему поручат прогнозирование и симуляцию природных катастроф, разработку и совершенствование «зеленых» технологий.
Есть суперкомпьютеры, которые работают с одним-единственным приложением, которое задействует всю память. Например, для прогнозирования изменений погоды и климата или моделей ядерных испытаний. В будущем это позволит отказаться от реальных испытаний опасного оружия и исключить риски взрывов или утечек при долгом хранении.
Великобритания выделит $1,6 млрд на создание мощнейшего в мире суперкомпьютера для прогнозирования погоды и климатических изменений.
Министерство энергетики США и Аргоннская национальная лаборатория, совместно с Intel и Cray, обещают в 2021 году представить суперкомпьютер Aurora для исследований в области ядерного оружия. Он будет выполнять 1 квинтиллион операций в секунду и обойдется в $500 млн.
Но суперкомпьютеры не просто вычисляют, а моделируют реальность. То есть просчитывают все возможные варианты развития событий и строят прогнозы. Поэтому с их помощью астрономы и астрофизики воспроизводят самые разные события и процессы во Вселенной.
В марте этого года астрономы из Технологического университета Суинберна (Австралия) и Калифорнийского технологического университета (США) смоделировали на суперкомпьютере эволюцию Млечного Пути. Для этого они использовали все данные о звездных скоплениях в нашей галактике.
Нанокомпьютер, квантовый компьютер и суперкомпьютер: в чем разница?
Все это — вычислительные устройства с выдающимися характеристиками.
Нанокомпьютер — это компьютер микроскопических размеров. Он запрограммирован на определенные химические свойства и поведение. Он может быть очень мощным и высокопроизводительным, но пока что не таким, как суперкомпьютер. В будущем они смогут заменить обычные устройства, так как потребляют намного меньше энергии.
Группа инженеров и ученых из Гарвардского университета и компании Mitre создала простейший нанокомпьютер, который состоит из множества крошечных проводников диаметром 15 нанометров (нанометр = 1 миллиардная метра). Их ядро из германия, а внешняя оболочка — из кремния.
Свой нанокомпьютер есть и у IBM, но уже покрупнее: 1х1 мм. Это полноценный ПК с процессором, памятью и блоком питания. По производительности его можно сравнить с x86-совместимыми процессорами из 1990-х годов. Его можно будет применять для работы с ИИ, сортировки данных, логистики, обнаружения краж.
Квантовый компьютер — это устройство, которое работает по принципам квантовой механики. Он обрабатывает данные не в битах, а в кубитах, которые одновременно равны 0 и 1. В теории, такой компьютер может обрабатывать все возможные состояния одновременно.
Пока что квантовые компьютеры существуют в виде концепций и моделей. Одна из таких принадлежит «Росатому»: проект рассчитан на срок до 2024 года и предполагает финансирование ₽24 млрд.
Какое будущее ждет суперкомпьютеры?
Очевидно, что производительность суперкомпьютеров будет разгоняться до космических цифр, их размеры — уменьшаться, а потребление энергии — сокращаться. Но самое интересное кроется в задачах, которые они смогут решать.
Эксперты считают, что через 15 лет симуляции отойдут на второй план, а машинное обучение позволит суперкомпьютерам выполнять глубокую аналитику данных. В итоге их будут применять везде: от разработки бесконечных аккумуляторов до лекарства от рака.
Король разбирался в хороших машинах: Hispano-Suiza Alfonso XIII
В США автомобиль врезался в толпу на рождественском параде - почти 30 человек пострадали, есть.
Фотограф, который познакомил мексиканцев с их родиной
Студия "Союзмультфильм" показала первый трейлер нового "Ну, погоди!"
Мужья-приколисты, с которыми никогда не бывает скучно
Какая судьба была у наложницы в гареме, родившей дочь султану?
"Я буду долго гнать велосипед": печальная предыстория хита Александра Барыкина
Протесты против ковидных ограничений охватывают весь мир
В Тюмени задержка рейса в Египет 14 часов, 300 человек застряли в аэропорту
В Шереметьево пьяный мужчина напал на охранника с «розочкой» из бутылки
Путин сообщил, что ревакцинировался от коронавируса
"Я продолжу гонять": сын Пескова прокомментировал ДТП с участием знаменитого блогера
12 очаровательных снимков, когда кошки служили в ВМФ и плавали в море
Звезды и индейки: самые странные фото знаменитостей
«Совпадение? Не думаю!»: странные исторические совпадения, заставляющие верить.
Будьте как дома: колумбийские курсанты встретили немецких в форме СС
"Люди второго сорта": преподаватель Плехановки - о непривитых студентах
Почему в Первую мировую в Германии запретили сосиски, и причем тут дирижабли
Одна из трех выживших копий корветов из фильма «Форсаж 5»
Под Петербургом во время ДТП из багажника выпал труп
Гениальность как феномен человеческой личности и психики
Белка залезла в кормушку для птиц, объелась и застряла
Американские туристы рассказали о самых больших своих разочарованиях
«Грань будущего» по-российски: «Магнит» тестирует экзоскелеты для грузчиков
Зачем в магазинах СССР продавцы прокалывали или надрывали чеки
В Солнечногорске ликвидировали мужчину, убившего свою мать и устроившего стрельбу по полицейским
Пенсионерку в Татарстане оштрафовали на 10000 рублей - женщина не проверила QR-код у посетителя ТЦ
«Или он, или я»: почему Михаил Ульянов отказывался сниматься с Иннокентием Смоктуновским
В конце прошлого века для описания мощных и производительных вычислительных машин применялся термин «суперкомпьютер». Такие устройства стоили очень дорого и были довольно громоздкими. Иногда суперкомпьютер занимал несколько комнат и требовал специальный температурный режим для работы.
Для оценки производительности и сравнения таких вычислительных машин ввели термин «FLOPS»
FLOPS — внесистемная единица, которая используется для измерения производительности компьютеров. Она показывает, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система.
Самые мощные суперкомпьютеры
Суперкомпьютер Cray 1
Вычислительная машина Cray 1, которая одной из первых заслужила титул «суперкомпьютера», была создана в 1974 году. Её производительность оценивалась в 180 миллионов операций в секунду.
Суперкомпьютеры NEC SX-2 (слева) и М-13 (справа)
Порог в 1 миллиард флопс (1 Гигафлопс) был преодолен уже в 1983 году. На тот момент рекордсменами считались суперкомпьютеры NEC SX-2 (производительность 1.3 Гфлопс) и М-13 академика Карцева (2.4 Гфлопс).
Суперкомпьютер ASCI Red
В середине 90-х вычислительная мощность суперкомпьютеров вычислялась уже триллионами флопс.
Граница 1 Тфлопс была впервые преодолена в 1996-ом компьютером ASCI Red.Суперкомпьютер IBM Roadrunner
1 квадриллион флопс (1 Петафлопс) покорился суперкомпьютеру IBM Roadrunner в 2008 году, аналитики полагают, что к 2020 году появятся экзафлопсные компьютеры, способных выполнять 1 квинтиллион операций с плавающей точкой в секунду.
Суперкомпьютер Sunway TaihuLight
C 1993 ведется международный рейтинг Top500 для оценки и сравнения производительности суперкомпьютеров. Сейчас топ возглавляет китайская разработка Sunway TaihuLight с вычислительной мощностью 93 петафлопс, запущенная в июне 2016 года.
Современные компьютеры и игровые консоли
Большая вычислительная мощность с 90-х годов становится доступна в домашних и офисных компьютерах.
Популярный процессор 1999-2000 годов Intel Pentium III 500—1000 МГц имел производительность до 1-2 гигафлопс.
В 2010 топовые модели были на уровне AMD Athlon II X4 640 3,0 ГГц с мощностью до 37,4 гигафлопс.
Относительно современный Intel Core i7 (Haswell) с частотой 3,0-3,5 ГГц бьет планку в 350 гигафлопс.
Современные игровые консоли имеют такую производительность:
Microsoft Xbox One — 1,23 терафлопса,
Sony PlayStation 4 — 1,84 терафлопса,
Nintendo Wii U — 352 гигафлопса.
Мобильные гаджеты в нашем кармане
Процессоры в последних моделях iPhone и iPad имеют мощность, которая измеряется в десятках и сотнях Гигафлопс. Новинка 2011-го года – Apple A5, который был «сердцем» iPhone 4S, iPad 2, iPad Mini, Apple TV 3 и iPod Touch пятого поколения, выдавал до 16 Гигафлопс.
Представленный в 2014 году Apple A8 (iPhone 6/ 6 Plus, iPad mini 4 и Apple TV 4) может похвастаться показателем уже в 115 Гигафлопс.
Начинка нового iPhone 7 и iPhone 7 Plus (процессор A10 Fusion) выжимает более 400 Гигафлопс.
Если сравнить эти показатели с суперкомпьютерами 80-90х, то видим, что iPhone 4S сопоставим с самыми мощными вычислительными устройствами конца 80-х годов, а топовая техника начала 90-х по производительности не далеко ушла от современного iPhone 7.
Увлеченные презентациями новых iPhone и iPad, в постоянных сравнениях Apple и Samsung, в череде анонсов Xiaomi и Meizu мы просто перестали обращать внимание на простые вещи. Всего за 10-20 лет технологии шагнули вперед настолько, что гаджеты, помещающиеся в кармане джинсов, можно сравнивать с компьютерами, которые не поместились бы в нашей квартире.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Всем привет! Сегодня поговорим о том, что из себя представляют суперкомпьютеры и где они используются.
Итак, суперкомпьютер - это вычислительная машина, которая многократно превосходит обычные персональные компьютеры по вычислительной мощности. Их вычислительная мощность определяется одним конкретным критерием, а именно количеством операций над числами с плавающей точкой(FLOPS), ведь к ним неприменима такая мера производительности для обычных компьютеров, как количество миллионов операций в секунду(MIPS) по одной простой причине. Суперкомпьютеры зачастую создаются для решений задач связанных с вещественными числами, т.е. с теми самыми числами с запятой, в отличие от обыкновенных компьютеров, которые зачастую работают с целыми числами.
Надо отметить, что изначально суперкомпьютеры создавались для вполне себе военных целей. Их задачами были связанны с расчётами и моделирования по ядерному и термоядерному оружию, но потом вследствие технического прогресса и увеличения количества запросов связанных с вычислением данных большого объёма они начали применяться и в других сферах. Сейчас они заняты прогнозированием прогноза погоды, расчётами и моделированием траектории полёта космических аппаратов, хранением, обработкой, обменом и преобразованием большого объёма информации, моделированием протекания биологических процессов и химических реакций и много чем ещё. На самом деле суперкомпьютеры сейчас используются практически во всех сферах жизни и трудно найти такую область где бы они не использовались.
С чем это связано?
Всё очень и очень просто, по мере того как увеличивается темп технологического прогресса, увеличиваются и объемы данных с которыми приходится работать. Даже придумали отдельный термин, который описывает технологии хранения, обработки и передачи огромного объема данных. Собственно он так и звучит "Big Data". Об этой технологии, я думаю, мы поговорим в одном из следующих постов.
Факт в том, что суперкомпьютеры способны в считанные секунды справляться с таким объёмом данных, с которым обычные, даже самые мощные, компьютеры работали бы годами, а может даже и веками(без шуток).
Как то, я уже затрагивал, тему с большими вычислениями в статье о квантовых компьютерах, и там я говорил примерно тоже самое, но разница тут есть. Во-первых, квантовые компьютеры еще не совсем изобрели, то что мы сейчас имеем хоть и является хорошим результатом, но всё же это еще не то. А во-вторых, квантовые компьютеры способны решать задачи, с которыми уже не обычные, а суперкомпьютеры справлялись бы годами.
Производительность
Как я говорил уже ранее, сравнивать вычислительные мощности обыкновенного компьютера и суперкомпьютера не имеет особого смысла из-за особенностей их работы с данными, поэтому единственным объективным критерием для их оценки производительности является флопс. Так что давайте посмотрим чего достигли суперкомпьютеры в историческом срезе.
Первые суперкомпьютеры имели производительность в 1 Килофлопс, т.е. 1000 операций над числами с плавающей точкой в секунду.
В 1964 в США был создан CDC 6600, который преодолел планку в 1 миллион флопс.
Также в 1963 в СССР был создан суперкомпьютер под названием НИИ-37, который имел производительность в 2.4 миллиона операций в секунду, но надо сделать некоторое примечание, этот компьютер работал на основе модулярной арифметики в отличие от традиционных суперкомпьютеров, поэтому прямое сравнение тут будет некорректным. Но с исторической точки зрения данный факт стоит упомянуть.
В 1979 году академик М.А.Карцев начал разработку суперкомпьютера М-13, который имел производительность в 2.4 ГФлопс, т.е. почти 2 с половиной миллиарда флопс. А в 1984 был успешно доработан соратниками академика после его смерти и введён в эксплуатацию.
Также в 1983 году был японской компанией NEC создан SX-2 с производительностью в 1.3 ГФлопс.
Граница в один триллион флопс была достигнута суперкомпьютером ASCI Red в 1996 году.
Рубеж 1 квадриллион флопс (1 Петафлопс) был взят в 2008 году суперкомпьютером IBM Roadrunner.
И приближаясь к настоящему времени, некоторые компании 2010-х годах заявили о разработке суперкомпьютеров с вычислительной мощностью в 1 квинтиллион операций над числами с плавающей точкой в секунду.
В общем, эти числа поражают, и после этого становится понятно почему современные компании и государственные структуры используют суперкомпьютеры в качестве вычислительных мощностей. При этом, надо заметить, что каждый отдельный суперкомпьютер делается по заказу для конкретных целей, поэтому каждая такая машина является уникальной. И эти машины облегчают нашу с вами жизнь. И теперь, когда вы зайдете на сайт прогноза погоды или услышите по новостям об успешном запуске спутника, вы будете знать, что это не было бы возможным без суперкомпьютеров. При этом, конечно надо также понимать, что суперкомпьютеры без человека просто груда железа. Всё, чем сейчас пользуется рядовой обыватель, это результат работы огромного количества людей и малого количества суперкомпьютеров. Но так или иначе с ними нам намного проще:)
Если вдруг так звёзды сошлись, и тебе понравился этот блог, то поставь палец вверх, подпишись на канал и группу Вконтакте , чтобы не пропустить новые блоги)
Читайте также: