Ce este un supercomputer? Top 10 supercomputere din lume

Definiția dicționarului unui supercomputer este “un calculator mainframe deosebit de puternic.”

“putere” a unui supercomputer este definit de câte operațiile pe care sistemul le poate procesa în fiecare secundă.

Aceasta este o definiție largă, cu un țel care se schimbă de fiecare dată când tehnologia informatică avansează. Cele mai rapide computere personale de astăzi sunt operațiuni de procesare la viteza pe care supercomputerele au efectuat-o acum câteva decenii. Atât de repede se schimbă această tehnologie.

Deci, ce este un supercomputer, într-adevăr?

Să aruncăm o privire mai adâncă asupra supercomputerelor care arată azi ca să aflăm.

Cel mai puternic supercomputer din lume

Timp de mulți ani, SUA, China și Japonia s-au luptat pentru a fi țara care deținea cel mai rapid supercomputer din lume. “Rapid” este definit de numărul de petaflopuri pe care sistemul computer le poate efectua. A petaflopi este o mie de teraflopi sau o operațiune cu virgulă mobilă de patru cvadrilioane pe secundă. Benchmark Teste de testare: Ce sunt acestea și care contează? Testele Benchmark-ului pentru PC: Ce sunt acestea și ce contează? Există o mulțime de site-uri tehnice pe Internet care se ocupă de repere - o întreagă serie de diagrame și numere pentru aproape orice element de hardware de pe piață. Dar ce înseamnă asta? Citeste mai mult .

Până în 2013, cele mai puternice două supercomputere existente au fost:

• Cray Titan la Oak Ridge, cu o capacitate de procesare de 17,59 petaflopi.
• IBM Sequoia la Laboratoarele Livermore, împingând 17,17 petaflopi.

Cu toate acestea, în acel an, China a preluat conducerea cu NUDT Tianhe-2 în Guangzhou, cu un impresionant 33.86 petaflopi. Acest sistem a fost rege, până în 2016 când Sunway TaihuLight în Wuxi, China a luat în cele din urmă premiul cu un impresionant 93,01 petaflopi.

Potrivit lui Top500, următorul rege al supercomputerelor ar trebui să fie Vârf. Acesta este un supercomputer la Oak Ridge National Lab, care se așteaptă să intre în vara anului 2018.

Privind mai adânc într-un supercomputer

Acum, că știți starea actuală a cursei supercomputerelor, să examinăm mai atent lucrările interioare ale acestor minunate tehnologii. Să examinăm Sunway Taihulight.

Taihulight este un calculator super-eficient cu următoarea arhitectură a procesorului:

• Procesoare SW26010 de 1,45 GHz, fiecare cu patru grupuri de nuclee Ce este un procesor și ce face? Ce este un procesor și ce face? Componentele de acronime sunt confuze. Ce este un procesor oricum? Și am nevoie de un procesor quad sau dual-core? Ce zici de AMD sau Intel? Suntem aici pentru a explica diferența! Citeste mai mult .
• Fiecare grup de bază conține 65 nuclee pentru un total de 260 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 realizat propria lor rețea de conexiuni PCIe 3.0 pe care le-au numit “Sunway Network”.

Rețeaua conectează întrerupătoarele, hardware-ul de partajare a resurselor și toate supernodurile prin intermediul cablurilor de 7 inch care transmit date la 70 terabytes pe secundă.

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

1. Sunway TaihuLight (China): 10.649.600 miezuri, 93.014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (China): 3,120,000 nuclee, 33,962 TFlops / s
3. Piz Daint (Elveția): 361.760 miezuri, 19.590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japonia): 19,860,000 miezuri, 19,136 TFlops / s
5. Titan (Statele Unite): 560.640 nuclee, 17.590 TFlops / s
6. Sequoia (Statele Unite): 1.572.864 miezuri, 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 miezuri, 13.555 TFlops / s
10. K Calculator - Sparc64 (Japonia): 705,024 miezuri, 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 în calculatoare la nivel global, dar cursa pentru top este și politică încărcată. Și cu costurile supercomputerelor care se ridică la mii de dolari pe oră, aceste companii fac probabil și o mulțime de bani.

Pentru ce sunt folosite supercomputerele?

De ce ar avea cineva nevoie de un sistem informatic care să poată procesa cvadrilioane de operațiuni cu puncte plutitoare pe secundă?

Realitatea este că, în multe industrii diferite, există nevoi care necesită o putere computațională masivă. Aici sunt doar câteva utilizări de supercomputer în industrie, guverne și militare.

Un raport al Companiei Internaționale de Date din 2014 a dat naștere la zeci de scenarii în care au fost folosite supercomputerele. Am tras următoarele exemple din acest studiu.

Industrie

• General Electric, un jucator important in industria aerospatiala, a colaborat cu experti in calculatoare la Laboratorul National Oak Ridge pentru a produce simulări avansate ale motorului cu reacție. Simulările au ajutat GE să identifice un fenomen al motorului care a ajutat compania să îmbunătățească eficiența globală a combustibilului.
• Oamenii de știință de la Lawrence Livermore National Labs au folosit supercomputerele acolo pentru a dezvolta o nouă tehnică pentru colectarea datelor subterane. Acest lucru a permis industriei americane de petrol și gaze să identifice mai ușor rezervele de petrol din Golful Mexic și să reducă dependența Americii de petrolul străin.
• Inginerii Boeing au folosit supercomputerele pentru a crea simulări de aeronave care au condus la modele aerodinamice mai bune, astfel încât să poată produce aeronave mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil și mai sigure.

Guvern

• Centrele pentru Controlul Bolilor și Universitatea Cornell au colaborat pentru a crea un model foarte detaliat al virusului hepatitei C. Folosind un supercomputer la Universitatea Cornell, cercetătorii au reușit dezvolta noi terapii care a ajutat în cele din urmă comunitatea medicală 8 descoperiri medicale Tech că aveți nevoie de o zi 8 Tehnici medicale descoperiri pe care le poate nevoie de o zi Credeți sau nu, viteza progreselor tehnologice este în creștere în continuare - și o mulțime de descoperiri se întâmplă în camp medical. Check out aceste lucruri uimitoare noi! Citiți mai multe despre reducerea sau tratarea bolii hepatice la pacienți.
• Departamentul Apărării al SUA a folosit un supercomputer să dezvolte noi modele de vreme care ar ajuta meteorologii să prezică uraganele și cicloanele potențial periculoase. Modelele computerizate mai avansate ale acestor furtuni au oferit posibilitatea de a prezice pericolele cu până la cinci zile înainte de impact.

Militar

• Armata americană utilizează supercomputerele de la Laboratorul de Cercetare a Armatei pentru a rula simulări avansate care ajuta cercetatorii sa se comporte “experimente vii distructive și demonstrații prototip.” În caz contrar, acestea ar fi prohibitiv de costuri pentru a se realiza cu echipamente reale.
• Una dintre cele mai neobișnuite supercomputere folosite de armata americană a fost numită “Condor Cluster,” creat de Forțele Aeriene ale SUA în 2010. Inginerii au conectat 1760 de console Sony PlayStation 3 pentru a crea nucleul supercomputerelor. A fost capabil de 500 TFlops, și folosit pentru sarcini cum ar fi recunoasterea formelor, prelucrarea imaginilor prin satelit, și efectuarea cercetării în domeniul inteligenței artificiale.

După cum puteți vedea, există multe cereri din partea tuturor industriei, a agențiilor guvernamentale și a armatei pentru o putere avansată de calcul.

Sunt Calculatoare Quant Next?

Fiecare avansare în viteza supercomputerelor este rezultatul direct al unui număr mai mare de tranzistoare, ambalate în microprocesoare la scară mai mică și mai mică. Pe măsură ce aceste microcircuite continuă să se micșoreze spre o scară atomică, mulți futuristi prezic că următoarea etapă a supercomputerelor va fi în domeniul computerelor cuantice.

Ce este un computer cuantic?

Cuantificarea cuantică este o abordare unică a tehnologiei computerelor. În loc de microprocesorul tradițional bazat pe tranzistori, oamenii de știință speră să valorifice manipularea stării particulelor subatomice.

Particulele subatomice aderă la legi foarte ciudate ale fizicii - dintre care mulți cercetători au descoperit doar în trecutul foarte recent. Prin experimentarea diferitelor tehnici pentru a controla stările subatomice ale acestor particule, oamenii de știință speră să înlocuiască 1s și 0s ale unui tranzistor clasic cu o stare echivalentă 1 sau 0 a acestor particule cuantice.

Un alt cuvânt pentru aceste particule cu două stări este cuanții cuantice (sau “qubiti”).

Aspectul de încovoiere a calculului cuantic este faptul că numeroasele stări disponibile ale acestor particule pot permite acestor computere să stocheze mai mult de 1 sau 0.

Există supercomputere cuantice?

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

IBM oferă acces online la un sistem de 20 de qubit-uri care poate fi folosit de cercetători. Cercetătorii folosesc în mod obișnuit computerele cuantice pentru calcule și analize specifice pentru care sunt potrivite, cum ar fi simulările chimice.

Creatorii computerelor cuantice folosesc termeni care, cu mult timp în urmă, au fost preponderent teoretici. Dar acum, oamenii de știință care construiesc aceste sisteme descriu interacțiuni foarte reale între ele “qubiti” la fel de “rețea de sârmă ghimpată.” Acestea descriu stări specifice de qubiți ca “coerenţă.” Deci, este aproape imposibil să comparăm aceste sisteme cu calculatoarele tradiționale.

Sistemele mari care ar putea avea speranță de a concura cu supercomputerele tradiționale actuale sunt încă prea instabile. De exemplu, în noiembrie 2017, IBM a anunțat că a construit un calculator cuantic cu 50 de quinte. Cu toate acestea, ar putea să-și dețină numai cuantumul “microstare” timp de 90 de microsecunde.

Computerele cuantice dețin promisiune mare pentru viitor, dar acum oferă o concurență redusă pentru supercomputerele tradiționale pe bază de silicon.

Ce credeți că viitorul se ține?

Unde credeți că se îndreaptă viitorul tehnologiei supercomputerelor? Credeți că calculatoarele cuantice sunt mai aproape de orizont decât își dau seama? Care țară credeți că va fi în topul listei din 2018 și dincolo?

Explorați mai multe despre: Procesor de calculator, Quantum Computing.