Što je superračunalo? Najboljih 10 superračunala na svijetu

Oglas

Rječnička definicija superračunala je "posebno snažno glavno računalo."

"Moć" superračunala određena je brojem operacije koje sustav može obraditi svake sekunde.

Ovo je široka definicija s ciljem cilja koji se mijenja svaki put kad napreduje računalna tehnologija. danas najbržih osobnih računala obrađuju se brzinom kojom su se superračunala bavila prije nekoliko desetljeća. To se brzo mijenja ova tehnologija.

Što je, u stvari, superračunalo?

Da bismo saznali dublje, kako danas izgledaju superračunala.

Najsnažnije superračunalo na svijetu

Dugi niz godina SAD, Kina i Japan borili su se za zemlju koja posjeduje najbrži superračunalo na svijetu. "Brz" je definiran brojem petaflopa koje računalni sustav može izvršiti. petaflop je tisuću teraflopsa ili jedan kvadril operacije s pomičnim zarezom u sekundi PC Benchmark testovi: Što su oni i da li su zapravo bitni?Na Internetu se nalazi mnoštvo tehničkih web lokacija koje se bave mjerilima - čitav niz grafikona i brojeva za gotovo bilo koji hardver na tržištu. Ali što oni znače? Čitaj više .

Do 2013. godine postojala su dva najmoćnija superračunala koja su postojala:

• Cray Titan na Oak Ridgeu, koji se može pohvaliti mogućnosti obrade od 17,59 petaflopa.
• IBM Sequoia u Livermore Labs, gurajući 17,17 petaflopa.

Međutim, te je godine Kina preuzela trčanje s NUDT Tianhe-2 u Guangzhou, s nevjerojatnih 33,86 petaflopa. Ovaj je sustav bio kralj, sve do 2016. kada je Sunway TaihuLight u Wuxiju, Kina je na kraju uzela nagradu s impresivnih 93,01 petaflopa.

Prema TOP500, sljedeći bi kralj superračunala trebao biti vrh. Ovo je superračunalo u Nacionalnom laboratoriju Oak Ridge, za koje se očekuje da će se uživo pojaviti u ljeto 2018. godine.

Pogled dublje u superračunalo

Sada kada znate stanje trenutne utrke superračunala, pogledajmo unutarnji rad ovih impresivnih čuda tehnologije. Ispitajmo Sunway Taihulight.

Taihulight je super učinkovito računalo sa sljedećom arhitekturom procesora:

• SW26010 procesori od 1,45 GHz, svaki sa četiri grupe jezgara Što je CPU i što radi?Računarne kratice su konfuzne. Što je CPU uopće? A trebam li četverojezgreni ili dvojezgreni procesor? Što kažete na AMD ili Intel? Tu smo da vam pomognemo objasniti razliku! Čitaj više .
• Svaka jezgrana grupa sadrži 65 jezgara, ukupno 260 jezgara po čvoru.
• Svaki sistemski ormar sadrži 1.024 čvorova.
• Cijeli sustav sadrži 40 ormara.

Kako bi povezali sve ove ormare, graditelji ovog impresivnog sustava prilagodili su se vlastitoj mreži PCIe 3.0 veza koje su nazvali "Sunway Network".

Mreža povezuje prekidače, hardver za dijeljenje resursa i sve supernavedene uređaje putem 7-inčnih kabela koji prenose podatke brzinom od 70 terabajta u sekundi.

Slijedi trenutni popis 10 najbržih superračunala na svijetu, prema Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Kina): 10.649.600 jezgri, 93.014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Kina): 3.120.000 jezgara, 33.962 TFlops / s
3. Piz Daint (Švicarska): 361.760 jezgara, 19.590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japan): 19,860,000 jezgara, 19,136 TFlops / s
5. titan (Sjedinjene Države): 560.640 jezgara, 17.590 TFlops / s
6. Sekvoja (Sjedinjene Države): 1,572,864 jezgre, 17,173 TFlops / s
7. Trojstvo (Sjedinjene Države): 979.968 jezgara, 14.137 TFlops / s
8. Cori (Sjedinjene Države): 622.336 jezgara, 14.015 TFlops / s
9. Oak Forest-PACS (Japan): 556.104 jezgre, 13.555 TFlops / s
10. K Računalo - Sparc64 (Japan): 705.024 jezgre, 10.510 TFlops / s

To je široko igralište koje uključuje napredne laboratorije i vladine ustanove širom svijeta. Čelnici ne samo da u svijetu zaslužuju računalne stručnjake, već je i utrka za vrh politička. A s troškovima superračunala, koji iznose tisuće dolara na sat, te tvrtke vjerojatno zarađuju i puno novca.

Za što se koriste superračunala?

Zašto bi iko trebao računalni sustav koji može obraditi kvadricelije operacija s pomičnim zarezom u sekundi?

Realnost je da u mnogim različitim industrijama postoje potrebe za kojima je potrebna ogromna računska snaga. Evo samo nekoliko upotreba superračunala u industriji, vladama i vojsci.

Izvještaj napisao Međunarodna korporacija podataka u 2014. uronio je u desetke scenarija iz stvarnog svijeta u kojima su korištena superračunala. Iz te studije smo izvukli sljedeće primjere.

Industrija

• General Electric, glavni igrač u zrakoplovnoj industriji, surađivao je s računalnim stručnjacima u Nacionalnoj laboratoriji Oak Ridge u proizvodnji. napredne simulacije mlaznog motora. Simulacije su pomogle GE-u da prepozna fenomen motora koji je pomogao tvrtki u poboljšanju ukupne učinkovitosti goriva.
• Znanstvenici Lawrence Livermore National Labs iskoristili su tamo superračunala kako bi razvili novu tehniku prikupljanje podzemnih podataka. To je omogućilo američkoj naftnoj i plinskoj industriji da lakše identificiraju rezerve nafte u Meksičkom zaljevu i smanje američku ovisnost o stranoj nafti.
• Inženjeri tvrtke Boeing koristili su superračunala za stvaranje simulacije zrakoplova što je dovelo do boljih aerodinamičkih dizajna, tako da bi mogli proizvesti zrakoplove koji štede gorivo i sigurnije.

Vlada

• Centri za kontrolu bolesti i Sveučilište Cornell surađivali su u izradi vrlo detaljnog modela virusa hepatitisa C. Pomoću superračunala na Sveučilištu Cornell, istraživači su to mogli razviti nove terapije da na kraju pružio pomoć medicinskoj zajednici 8 medicinskih tehničkih otkrića koja će vam možda trebati jedan danVjerovali ili ne, brzina tehnološkog napretka i dalje raste - i na medicinskom polju događa se mnogo proboja. Pogledajte ove nevjerojatne nove stvari! Čitaj više u smanjenju ili izlječenju bolesti jetre kod pacijenata.
• Američko ministarstvo obrane koristilo je superračunalo za razviti nove vremenske modele to bi pomoglo meteorolozima da predvide potencijalno opasne uragane i ciklone. Napredniji računalni modeli ovih oluja pružali su mogućnost predviđanja opasnosti i do pet dana prije udara.

vojni

• Američka vojska koristi superračunala u Vojnom istraživačkom laboratoriju napredne simulacije koji pomažu istraživačima da sprovedu "destruktivne eksperimente uživo i prototipove demonstracije." To bi u protivnom moglo koštati trošenje s pravom opremom.
• Jedno od najneobičnijih superračunala koje američka vojska koristi bilo je naziva "Condor Cluster" (američki ratni zrakoplovstvo), koje je stvorilo američko ratno zrakoplovstvo 2010. godine. Tamošnji inženjeri zajedno su povezali 1.760 Sony PlayStation 3 konzola kako bi stvorili jezgru superračunala. Mogao je 500 TFlops, a koristili su se za takve zadatke prepoznavanje uzorka, obrada satelitskih slika, i provođenje istraživanja umjetne inteligencije.

Kao što vidite, brojni su zahtjevi iz svih industrija, vladinih agencija i vojske potrebni za naprednom računalnom snagom.

Slijede kvantna računala?

Svako napredovanje brzine superračunala izravni je rezultat većeg broja tranzistora upakovanih u mikroprocesore u manjoj i manjoj mjeri. Kako se ta mikrograđa i dalje smanjuju prema atomskoj ljestvici, mnogi futuristi predviđaju da će sljedeća faza u superračunalima biti u carstvu kvantnih računala.

Što je kvantno računalo?

Kvantno računanje jedinstven je potez računalne tehnologije. Umjesto tradicionalnog mikroprocesora koji se temelji na tranzistorima, znanstvenici se nadaju iskorištavanju manipulacije stanjem subatomskih čestica.

Subatomske čestice se drže vrlo čudnih zakona fizike - a mnoge su istraživači otkrili tek u nedavnoj prošlosti. Eksperimentirajući s raznim tehnikama za kontrolu subatomskih stanja tih čestica, znanstvenici nadam se da će zamijeniti 1s i 0s klasičnog tranzistora ekvivalentnim 1 ili 0 stanjem ovog kvantiteta čestice.

Još jedna riječ za ove dvije države čestice su kvantni bitovi (ili "qubits").

Kvantno računanje koje se savija oko uma je činjenica da mnoštvo dostupnih stanja tih čestica može omogućiti tim računalima da pohrane više od 1 ili 0.

Postoje li kvantna superračunala?

Razlog za koji još niste čuli da je vrhunski kvantni superračunalnik sastavio Top500 listu, zato što još uvijek ne postoji stabilno kvantno superračunalo.

IBM nudi mrežni pristup 20-kbitnom sustavu koji istraživači koriste. Istraživači obično koriste kvantna računala za specifične proračune i analize, za koje su dobro prilagođena, poput kemijskih simulacija.

Tvorci kvantnih računala koriste pojmove koji nisu tako davno bili uglavnom teorijske naravi. Ali sada, znanstvenici koji grade ove sustave opisuju vrlo stvarne interakcije između "qubita" kao "zapletenost". Oni opisati specifična stanja kubita kao "koherenciju". Stoga je gotovo nemoguće usporediti ove sustave s tradicionalnim računala.

Veliki sustavi za koje se možda nada da će se natjecati s današnjim tradicionalnim superračunalima i dalje su previše nestabilni. Na primjer, u studenom 2017. godine IBM je objavio da je izgradio kvantno računalo od 50 kubika. Međutim, mogao bi zadržati svoj kvantni "mikrostat" samo 90 mikrosekundi.

Kvantna računala imaju veliko obećanje za budućnost, ali trenutno nude malo konkurencije za tradicionalna superračunala na bazi silikona.

Što mislite o budućnosti?

Kamo mislite da je usmjerena budućnost superračunalne tehnologije? Mislite li da su kvantna računala bliža horizontu nego što ljudi shvaćaju? Što mislite koja će zemlja biti na vrhu liste u 2018. i šire?