Superkomputer nazywa się komputerem, który ze względu na wydajność i inne parametry techniczne znacznie przekracza istniejące w danym momencie. Ten komputer zawiera kilka procesorów. Inną wyróżniającą cechą tych urządzeń komputerowych jest zastosowanie wektora arytmetyki, że mogą wykonywać operacje arytmetyczne jednocześnie na kilku par liczb. Na przykład, typowy superkomputer może jednocześnie kilku pracowników obliczenia wynagrodzenia, podczas gdy zwykły komputer w tym samym czasie tylko jeden uważa wynagrodzenia pracownika.
Historia superkomputerĂłw. Pojawienie superkomputerĂłw w 1960
Pierwszy supercomputer powstała przez firmę sterowania Data Corporation (CDC) w kierunku Seymour Kreya. Jednym z pierwszych, opracowany w firmie mieli komputerów Cray CDC 1604. Została zastąpiona lampy próżniowe, tranzystory elektronicznych, szybko zyskał popularność w laboratoriach naukowych. Później firma CDC opracował super komputer CDC 7600 i początek CDC 8600. W 1964 roku najszybszy komputer na ziemi stał stretch, które mogą przenosić trzy miliony operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę (japonki).
Jedną z zalet komputerów, opracowane pod kierownictwem Seymour Kreya było gęste upakowanie elementów elektronicznych, umożliwiając wzrost wydajności komputerów. Wszystkie komputery Seymour Creay zostały zoptymalizowane do wymagających zastosowań naukowych, na przykład do rozwiązywania równań różniczkowych, macierzyobliczenia, analiza sejsmiczna, programowanie liniowe i inne podobne zadania.
Superkomputery Cray w latach 70.
Seymour Craig opuścił firmę CDC, aw 1972 r. Założył Cray Research, Inc. W 1975 roku Cray Research wypuścił komputer Cray-1, który należy do czwartej generacji komputerów. W sumie sprzedano ponad 80 takich urządzeń, co w tym czasie było wielkim sukcesem. Cray-1 był jednym z pierwszych komputerów, na których wdrożenie pracochłonnych operacji mogło odbywać się natychmiast na kilku urządzeniach procesorowych, a zatem było jednym z pierwszych urządzeń "wieloprocesorowych".
Jednym z pionierów przetwarzania wieloprocesorowego był Cray X-MP, wprowadzony w 1982 r., Który połączył dwa komputery Cray-1. Był także pierwszym komputerem, który implementuje obliczenia wektorowe. Ponadto w latach 70. XX wieku pojawił się pierwszy 32-bitowy super-mini-komputer.
Rozwój superkomputerów w latach 80.
W 1985 r. Cray Research wprowadził czterordzeniowy komputer Cray-2. Stało się pierwszym urządzeniem komputerowym, które przekroczyło miliard FLOPS.
W 1983 roku Daniel Hillis, absolwent Massachusetts Institute of Technology, wymyślił, jak poprawić produktywność systemów wieloprocesorowych należących do czwartej generacji komputerów. W tym samym roku został współzałożycielem Thinking Machines Corporation. W 1985 roku firma ta opracowała swój pierwszy komputer CM-1. Wykorzystał 65 536 tanich jednobitowych procesorów, które zostały pogrupowane po 16 sztuk. na jednym chipie Wydajność komputera CM-1 w niektórych operacjach osiągnęła kilka miliardów FLOPS i była porównywalna z najszybszą w tym czasierura superkomputerowa
Dalszy rozwój superkomputerów w latach 90. - początek 2000 r.
Ważni klienci superkomputerów byli wojskowymi. Po podpisaniu przez Stany Zjednoczone Traktatu kompleksowego o zakazie testów jądrowych (1996 r.) Potrzebny był dodatkowy program certyfikacji głowic jądrowych. Dlatego Departament Energii USA przydzielił pieniądze na nowy program rozwoju superkomputerów, którego celem jest opracowanie komputera zdolnego do symulacji testów jądrowych do roku 2004. Ten komputer powinien mieć wydajność ponad 100 trylionów FLOPS, a najszybszym z istniejących komputerów w tym czasie był Cray T3E, z wydajnością do 150 miliardów FLOPS. Superkomputer ASCI Red, zbudowany przez Sandia National Laboratories w Albuquerque, wraz z Intelem, po raz pierwszy osiągnął 1 TFLOPS. Obejmował 9072 standardowe procesory Pentium Pro.
Japoński superkomputer
Podczas gdy w Stanach Zjednoczonych dominowało podejście wieloprocesorowe, w Japonii NEC Corporation powróciła do starszego podejścia - do indywidualnego projektu chipa komputerowego. Stworzony przez tę korporację Earth Simulator zajął pierwsze miejsce na liście najbardziej produktywnych komputerów w 2002 r.
Nowoczesne komputery
W 2004 r. Najszybszym superkomputerem był Blue Gene /L, wydany przez IBM. Jego wydajność była w przybliżeniu równa 36 TFLOPS. Po dwóch debelach w liczbie procesorów Blue Gene /L zainstalowanych w Sandia National Laboratories w Livermore w Kalifornii, w 2005 roku stała się pierwszą maszyną, która pokonała barierę produktywności 100 TFLOPS. Pierwszy komputer, którego wydajność przekroczyła1000 lub 1 TFflops petaflop, został zbudowany przez IBM w 2008 r.
Wykorzystanie superkomputerów
Superkomputery są wykorzystywane w dziedzinie naukowej do wykonywania pracochłonnych obliczeń i przetwarzania dużej ilości informacji w czasie rzeczywistym. Ponadto, postęp w dziedzinie informatyki pozwolił naukowcom wykorzystywać dokładne modele procesów, które mają miejsce, zamiast uproszczeń, które były wcześniej używane. W matematyce, przy pomocy superkomputerów, rozwiązuje się zadania kryptografii i statystyki. W fizyce pomagają zrozumieć procesy zachodzące wewnątrz atomu. Biolodzy super-komputerów pomagają odszyfrować DNA. Są również niezastąpione w przygotowywaniu prognoz pogody, badania zmian klimatu na Ziemi i poszukiwanie złóż ropy i gazu. Ponadto superkomputery są wykorzystywane do przeprowadzania obliczeń wojskowych związanych z bronią jądrową. Wykorzystanie potężnych komputerów pozwoliło na szereg przełomów w takich dziedzinach, jak meteorologia, globalna analiza klimatu, tworzenie nowych produktów medycznych i technologia lotnicza.
Przegląd superkomputerów
W przypadku komputerów o dużej mocy często pytanie: "Który komputer jest najszybszy?" Odpowiedź na to pytanie może dać ocenę 10 najsilniejszych superkomputerów. W tej ocenie prezentowane są nowe komputery.
Summit Power System AC922 jest obecnie uważany za najszybszy. Jego wydajność zgodnie z danymi uzyskanymi za pomocą systemu LINPACK to 1223 PFLOPS. Maksymalna teoretyczna wydajnośćurządzenie komputerowe 187659 PFLOPS. Super Power Summit Power System AC922 jest produkowany przez IBM specjalnie do użytku w Okridzsk National Laboratory.
Drugie miejsce w spektaklu to chiński super-komputer Sunway TaihuLight. Szybkość obliczeniowa tego komputera, która została zmierzona za pomocą systemu testowego LINPACK, wynosi 93 PFLOPS. Ten superkomputer był najbardziej produktywny na świecie od czerwca 2016 r. Do czerwca 2018 r. Ten superkomputer znajduje się w Chińskiej Republice Ludowej, w centrum komputerowym w Wuxi i służy do prognozowania pogody, badań medycznych i wykonywania różnych skomplikowanych obliczeń.
Kolejnym miejscem w wydajności jest urządzenie obliczeniowe Sierra Power System S922LC. Ten superkomputer ma wydajność 7161 PFLOPS, zgodnie z testami LINPACK. To urządzenie znajduje się w Livermore Laboratory. E. Lawrence, członek University of California.
Superkomputer Tianhe-2 był najpotężniejszym urządzeniem komputerowym od 2013 do 2016 r. Jego nazwa została przetłumaczona z chińskiego jako "Droga Mleczna - 2". Zgodnie ze standardowym testem LINPACK jego wydajność wynosi 61445 PFLOPS, a teoretyczny szczyt to 100679. To urządzenie znajduje się w National Computer Center of Guangzhou (Chińska Republika Ludowa).
Obecnie piątym co do wielkości osiągnięciem jest japoński superkomputer AI Bridging Cloud Infrastructure. Jego wydajność na testach LINPACK 1988 i maksymalna teoretyczna - 32577 PFLOPS.
Superkomputer Piz DaintZnajduje się w Swiss Computer Center i jest najbardziej wydajnym urządzeniem komputerowym w Europie. Jego szczytowa wydajność teoretyczna to 25326 PFLOPS, a rzeczywisty, ustalony za pomocą testów LINPACK, - 1959 PFLOPS. Zaprojektowany przez amerykańską firmę Cray.
Siódmym miejscem w wydajności jest superkomputer Titan, wydany w 2012 r. Na podstawie architektury Cray XK7. Rzeczywiste działanie tego urządzenia, mierzone za pomocą zestawu testowego LINPACK, wynosi 1759 PFLOPS, a maksymalna teoretyczna to 27113 PFLOPS. Pracuje w laboratorium amerykańskiego Departamentu Energii w Tennessee. Było to najpotężniejsze urządzenie komputerowe od listopada 2012 do lipca 2013 r.
Superkomputer Sequoia został opracowany przez firmę na platformie IBM Blue Gene /Q. Jego rzeczywista wydajność to 17 173 PFLOPS, a teoretycznie możliwe - 20133 PFLOPS. Znajduje się w Livermore Laboratory.
Komputer Trinity oparty jest na platformie Cray XC40. Zmierzona wydajność urządzenia obliczeniowego PFLOPS 14137. Zainstalowany w Laboratorium Los Alamos.
Superkomputer Cori, podobnie jak poprzedni, jest wykonany w architekturze Cray XC40. Jego wydajność w testach LINPACK to 14015 PFLOPS.
Podsumowanie
Rozwój superkomputera wywarł wielki wpływ na wiele dziedzin nauki i przemysłu. Obecnie największą przeszkodą, która utrudnia odkrycie całego potencjału obliczeniowego takich urządzeń, jest trudność w pisaniu programów, które mogłyby jednocześnie pobierać wszystkie superkomputery z pełną mocą. Wynika to z napisania programu, który efektywnie oblicza zadanie obliczeniowekilka strumieni, znacznie bardziej skomplikowanych niż ten, który będzie uruchamiany sekwencyjnie na jednym procesorze. I nie każde zadanie podlega takiej równoległości. To wszystko, co musisz wiedzieć o super-komputerach, celu, możliwościach i zasadach budowania tych komputerów.
