Какво е суперкомпютър? Топ 10 суперкомпютри в света

реклама

Дефиницията на речника на суперкомпютър е „особено мощен мейнфрейм компютър“.

"Мощността" на суперкомпютъра се определя от броя операции, които системата може да обработва всяка секунда.

Това е широко определение с целева точка, която се променя всеки път, когато компютърната технология напредва. Най- най-бързите лични компютри днес обработват операции със скоростта, която суперкомпютрите извършват преди няколко десетилетия. Ето колко бързо се променя тази технология.

И така, какво наистина е суперкомпютър?

Нека разгледаме по-задълбочено как изглеждат суперкомпютрите днес, за да разберем.

Най-мощният суперкомпютър в света

Дълги години САЩ, Китай и Япония се биеха за страната, която притежаваше най-бързия суперкомпютър в света. „Бързо“ се определя от броя петафлопи, които компютърната система може да извърши. А петафлоп е хиляда терафлопа, или един квадрилион операции с плаваща запетая в секунда Тестове за компютърни сравнителни тестове: какви са те и имат ли реално значение?В интернет има множество технически сайтове, които се занимават с показатели - цял набор от диаграми и числа за почти всеки хардуер на пазара. Но какво означават те?

Прочетете още .

До 2013 г. двата най-мощни съществуващи суперкомпютри бяха:

• Най- Cray Titan в Oak Ridge, може да се похвали с 17,59 петафлопа.
• Най- IBM Sequoia в Livermore Labs, изтласквайки 17,17 петафлопа.

Въпреки това, същата година Китай пое управлението с NUDT Tianhe-2 в Гуанджоу, с огромните 33,86 петафлопа. Тази система беше цар, до 2016 г., когато Sunway TaihuLight в Уси, Китай най-накрая взе наградата с впечатляващите 93,01 петафлопа.

Според Топ 500, следващият крал на суперкомпютрите трябва да бъде Връх. Това е суперкомпютър в Националната лаборатория Oak Ridge, който се очаква да излезе на живо през лятото на 2018 година.

Поглед по-дълбоко в суперкомпютър

Сега, когато знаете състоянието на настоящото състезание за суперкомпютър, нека разгледаме по-подробно вътрешната работа на тези впечатляващи чудеса на технологиите. Нека да разгледаме Sunway Taihulight.

Taihulight е супер ефективен компютър със следната архитектура на процесора:

• 1.45 GHz SW26010 процесори, всеки с по четири групи ядра Какво е процесор и какво прави?Изчислителните съкращения са объркващи. Какво е CPU все пак? И имам ли нужда от четири или двуядрен процесор? Какво ще кажете за AMD или Intel? Тук сме, за да обясним разликата! Прочетете още .
• Всяка основна група съдържа 65 ядра за общо 260 ядра на възел.
• Всеки системен шкаф съдържа 1024 възли.
• Цялата система съдържа 40 шкафа.

За да свържат всички тези шкафове, създателите на тази впечатляваща система изработиха собствена мрежа от PCIe 3.0 връзки, която те нарекоха „Sunway Network“.

Мрежата свързва комутаторите, хардуера за споделяне на ресурси и всички супернодове чрез 7-инчови кабели, които предават данни със скорост 70 терабайта в секунда.

Следният е настоящият списък на 10-те най-бързи суперкомпютри в света, според Топ 500.

1. Sunway TaihuLight (Китай): 10 649 600 ядра, 93 014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Китай): 3120 000 ядра, 33 962 TFlops / s
3. Piz Daint (Швейцария): 361 760 ядра, 19 590 TFlops / s
4. Gyoukou (Япония): 19 860 000 ядра, 19,136 TFlops / s
5. Титан (Съединени щати): 560 640 ядра, 17 590 TFlops / s
6. секвоя (Съединени щати): 1572 864 ядра, 17 173 TFlops / s
7. Триединство (Съединени щати): 979,968 ядра, 14,137 TFlops / s
8. Кори (Съединени щати): 622,336 ядра, 14,015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Япония): 556,104 ядра, 13 555 TFlops / s
10. K Компютър - Sparc64 (Япония): 705,024 ядра, 10,510 TFlops / s

Това е огромно място за игра, включващо напреднали лаборатории и правителствени съоръжения по целия свят. Лидерите не само печелят уважението на компютърните експерти в световен мащаб, но и състезанието за върха е политически натоварено. И тъй като разходите за суперкомпютър се движат до хилядите долари на час, тези компании вероятно правят и много пари.

За какво се използват суперкомпютрите?

Защо някой се нуждае от компютърна система, която може да обработва кадрили с операции с плаваща запетая в секунда?

Реалността е, че в много различни индустрии има нужди, които изискват огромна изчислителна мощност. Ето само няколко употреби на суперкомпютъра в промишлеността, правителствата и военните.

Доклад, написан от Международна корпорация за данни през 2014 г. се гмуркате в десетки реални сценарии, където са използвани суперкомпютри. Направихме следните примери от това проучване.

промишленост

• General Electric, основен играч в космическата индустрия, си сътрудничи с компютърни експерти в Националната лаборатория Oak Ridge за производство модерни симулации на реактивни двигатели. Симулациите помогнаха на GE да идентифицира феномен на двигателя, който помогна на компанията да подобри общата ефективност на горивото.
• Учените от Lawrence Livermore National Labs използваха суперкомпютрите там, за да разработят нова техника за събиране на подземни данни. Това позволи на петролната и газовата промишленост на САЩ по-лесно да идентифицира запасите от нефт в Мексиканския залив и да намали зависимостта на Америка от чуждестранна нефт.
• Инженерите на Boeing използваха суперкомпютри, за да създадат симулации на самолети това доведе до по-добри аеродинамични проекти, така че те да могат да произвеждат по-икономични и по-безопасни самолети.

правителство

• Центровете за контрол на заболяванията и Университетът Корнел си сътрудничиха за създаването на много подробен модел на вируса на хепатит С. Използвайки суперкомпютър в университета Корнел, изследователите успяха разработват нови терапии това в крайна сметка подпомогнаха медицинската общност 8 медицински пробива, от които може да се нуждаете един денВярвате или не, скоростта на технологичния напредък все повече се увеличава - и в областта на медицината се случват много пробиви. Вижте тези невероятни нови неща! Прочетете още при намаляване или излекуване на чернодробно заболяване при пациенти.
• Министерството на отбраната на САЩ използва суперкомпютър, за да разработване на нови метеорологични модели това би помогнало на метеоролозите да предвидят потенциално опасни урагани и циклони. По-модерните компютърни модели на тези бури предоставиха възможност за прогнозиране на опасностите до пет дни преди въздействието.

военен

• Американската армия използва суперкомпютри в армейската изследователска лаборатория, за да работи напреднали симулации които помагат на изследователите да провеждат „разрушителни експерименти на живо и демонстрации на прототипи“. В противен случай това би било рентабилно да се провежда с реално оборудване.
• Един от най-необичайните суперкомпютри, използвани от американските военни, беше наречен "Condor Cluster", създаден от ВВС на САЩ през 2010 г. Там инженерите са свързали 1760 конзоли Sony PlayStation 3, за да създадат ядрото на суперкомпютъра. Той беше способен на 500 TFlops и се използва за задачи като разпознаване на шаблон, обработка на сателитни изображения, и провеждане на изследвания за изкуствен интелект.

Както можете да видите, има много изисквания от всички индустрии, правителствени агенции и военни за напреднали изчислителни мощности.

Следват ли квантовите компютри следващите?

Всяко увеличение на скоростта на суперкомпютъра е пряк резултат от по-голям брой транзистори, опаковани в микропроцесори в по-малък и по-малък мащаб. Тъй като тези микросхеми продължават да се свиват към атомна скала, много футуристи прогнозират, че следващият етап в суперкомпютрите ще бъде в сферата на квантовите компютри.

Какво е квантов компютър?

Квантовите изчисления са уникално възприемане на компютърните технологии. Вместо традиционния транзисторен микропроцесор, учените се надяват да се възползват от манипулирането на състоянието на субатомните частици.

Субатомните частици се придържат към много странни закони на физиката - голяма част от които изследователите са открили едва в близкото минало. Експериментирайки с различни техники за контрол на субатомните състояния на тези частици, учените Надявам се да замени 1s и 0s на класически транзистор с еквивалентно 1 или 0 състояние на тези квантове частици.

Друга дума за тези две състояния са частиците квантови битове (или „кубити“).

Аспектът на огъване на ума на квантовите изчисления е фактът, че многото налични състояния на тези частици могат да позволят на тези компютри да съхраняват повече от само 1 или 0.

Има ли някакви квантови суперкомпютри?

Причината да не сте чували за превъзходен квантов суперкомпютър, съставящ списъка на Top500, е, че все още не съществува действителен стабилен квантов суперкомпютър.

IBM предлага онлайн достъп до 20-кубитна система, която изследователите да използват. Обикновено изследователите използват квантови компютри за конкретни изчисления и анализи, за които са подходящи, като химически симулации.

Създателите на квантовите компютри използват термини, които не много отдавна са имали предимно теоретичен характер. Но сега учените, изграждащи тези системи, описват много реални взаимодействия между „кубитите“ като „заплитане“. Те описват специфични състояния на кубитите като „съгласуваност“. Така че е почти невъзможно да се сравнят тези системи с традиционните компютри.

Големите системи, които може би имат надежда да се конкурират с традиционните днес суперкомпютри, все още са твърде нестабилни. Например през ноември на 2017 г. IBM обяви, че е построил 50-кубитен квантов компютър. Въпреки това, той може да задържи само квантовото си „микростати“ за 90 микросекунди.

Квантовите компютри имат голямо обещание за бъдещето, но в момента те предлагат малка конкуренция за традиционните суперкомпютри на базата на силикон.

Какво мислите за бъдещето?

Къде според вас е насочено бъдещето на суперкомпютърните технологии? Мислите ли, че квантовите компютри са по-близо до хоризонта, отколкото хората осъзнават? Коя държава според вас ще оглави списъка през 2018 г. и след това?