Что такое суперкомпьютер? Топ 10 суперкомпьютеров в мире

Рекламное объявление

Словарное определение суперкомпьютера - «особенно мощный компьютер для мэйнфреймов».

«Мощность» суперкомпьютера определяется тем, сколько операции система может обрабатывать каждую секунду.

Это широкое определение с целью, которая меняет каждый раз, когда компьютерные технологии развиваются. самые быстрые персональные компьютеры сегодня обрабатывают операции со скоростью, которую суперкомпьютеры выполняли несколько десятилетий назад. Вот как быстро меняется эта технология.

Так что же такое суперкомпьютер?

Давайте посмотрим, как сегодня выглядят суперкомпьютеры.

Самый мощный суперкомпьютер в мире

В течение многих лет США, Китай и Япония боролись за то, чтобы стать страной, которая владела самым быстрым суперкомпьютером в мире. «Быстрый» определяется числом петафлопов, которые может выполнить компьютерная система. петафлоп тысяча терафлопс или один квадриллион операций с плавающей запятой в секунду Тесты PC Benchmark: что это такое и имеют ли они значение?В Интернете существует множество технических сайтов, посвященных эталонным тестам - целый ряд диаграмм и номеров практически для любого оборудования на рынке. Но что они значат?

Подробнее .

К 2013 году двумя самыми мощными из существующих суперкомпьютеров были:

• Cray Titan в Ок-Ридже, имея возможность обработки 17,59 петафлопс.
• IBM Sequoia в Ливерморской лаборатории, толкая 17,17 петафлопс.

Тем не менее, в этом году Китай принял участие в НЮДТ Тяньхэ-2 в Гуанчжоу, с колоссальными 33,86 петафлопс. Эта система была королем, до 2016 года, когда Sunway TaihuLight в Уси Китай, наконец, получил приз с впечатляющими 93,01 петафлопсами.

В соответствии с Top500следующим королем суперкомпьютеров должен стать встреча на высшем уровне. Это суперкомпьютер в Национальной лаборатории Ок-Риджа, запуск которого ожидается летом 2018 года.

Взгляд вглубь суперкомпьютера

Теперь, когда вы знаете состояние современной гонки суперкомпьютеров, давайте подробнее рассмотрим внутреннюю работу этих впечатляющих чудес техники. Давайте рассмотрим Sunway Taihulight.

Taihulight - суперэффективный компьютер со следующей архитектурой процессора:

• Процессоры SW26010 с тактовой частотой 1,45 ГГц, каждый с четырьмя группы ядер Что такое процессор и что он делает?Вычислительные сокращения сбивают с толку. Что такое процессор в любом случае? И нужен ли мне четырехъядерный или двухъядерный процессор? Как насчет AMD или Intel? Мы здесь, чтобы помочь объяснить разницу! Подробнее .
• Каждая базовая группа содержит 65 ядер, всего 260 ядер на узел.
• Каждый системный шкаф содержит 1024 узла.
• Вся система содержит 40 шкафов.

Чтобы соединить все эти шкафы, создатели этой впечатляющей системы создали собственную сеть соединений PCIe 3.0, которую они назвали «Sunway Network».

Сеть соединяет коммутаторы, оборудование для совместного использования ресурсов и все суперузлы с помощью 7-дюймовых кабелей, которые передают данные со скоростью 70 терабайт в секунду.

Ниже приведен текущий список 10 самых быстрых суперкомпьютеров в мире, согласно 500 лучших.

1. Sunway TaihuLight (Китай): 10 649 600 ядер, 93 014 тфлоп / с
2. Тяньхэ-2 MilkyWay-2 (Китай): 3 120 000 ядер, 33 962 ТФлоп / с
3. Пиз Дэйнт (Швейцария): 361 760 ядер, 19 590 Тфлопс / с
4. Gyoukou (Япония): 19 860 000 ядер, 19 136 тфлоп / с
5. Титан (Соединенные Штаты): 560 640 ядер, 17 590 Тфлопс / с
6. секвойя (Соединенные Штаты): 1 572 864 ядра, 17 173 Тфлоп / с
7. Троица (Соединенные Штаты): 979 968 ядер, 14 137 Тфлопс / с
8. кори (Соединенные Штаты): 622336 ядер, 14 015 Тфлоп / с
9. Oakforest-PACS (Япония): 556 104 ядра, 13 555 тфлоп / с
10. К Компьютер - Sparc64 (Япония): 705 024 ядра, 10 510 Тфлоп / с

Это огромное игровое поле с участием передовых лабораторий и государственных учреждений по всему миру. Лидеры не только заслужили уважение компьютерных экспертов во всем мире, но и гонка за лидерами также политически заряжена. И поскольку стоимость суперкомпьютеров достигает тысяч долларов в час, эти компании, вероятно, также зарабатывают много денег.

Для чего используются суперкомпьютеры?

Зачем кому-то нужна компьютерная система, способная обрабатывать квадриллионы операций с плавающей запятой в секунду?

Реальность такова, что во многих различных отраслях существуют потребности, которые требуют огромных вычислительных мощностей. Вот лишь несколько примеров использования суперкомпьютеров в промышленности, правительстве и армии.

Отчет, написанный Международная Корпорация Данных в 2014 году погрузились в десятки реальных сценариев, где использовались суперкомпьютеры. Мы использовали следующие примеры из этого исследования.

Промышленность

• General Electric, крупный игрок в аэрокосмической отрасли, сотрудничал с компьютерными экспертами в Национальной лаборатории Ок-Риджа для производства продвинутое моделирование реактивного двигателя. Моделирование помогло GE идентифицировать явление двигателя, которое помогло компании улучшить общую эффективность использования топлива.
• Ученые из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса использовали суперкомпьютеры для разработки новой методики сбор недр. Это позволило нефтяной и газовой промышленности США легче определять запасы нефти в Мексиканском заливе и снизить зависимость Америки от иностранной нефти.
• Инженеры Boeing использовали суперкомпьютеры для создания моделирование самолета это привело к улучшению аэродинамических конструкций, чтобы они могли производить более экономичные и безопасные самолеты.

Правительство

• Центры по контролю за заболеваниями и Корнельский университет совместно создали детальную модель вируса гепатита С. Используя суперкомпьютер в Корнельском университете, исследователи смогли разработать новые методы лечения что в итоге помог медицинскому сообществу 8 прорывов в медицинской технике, которые могут вам понадобиться за один деньХотите верьте, хотите нет, скорость технического прогресса все еще увеличивается, и в области медицины происходит много прорывов. Проверьте эти удивительные новые вещи! Подробнее в снижении или лечении заболеваний печени у пациентов.
• Министерство обороны США использовало суперкомпьютер для разрабатывать новые модели погоды это поможет метеорологам прогнозировать потенциально опасные ураганы и циклоны. Более продвинутые компьютерные модели этих штормов давали возможность предсказывать опасности за пять дней до удара.

военный

• Армия США использует суперкомпьютеры в Военно-исследовательской лаборатории для запуска продвинутые симуляции которые помогают исследователям проводить «разрушительные живые эксперименты и демонстрации прототипов». В противном случае это было бы непозволительно проводить с реальным оборудованием.
• Один из самых необычных суперкомпьютеров, используемых военными США, назывался «Кондор Кластер», созданный ВВС США в 2010 году. Там инженеры соединили 1760 консолей Sony PlayStation 3, чтобы создать ядро ​​суперкомпьютера. Он был способен 500 TFlops, и используется для таких задач, как распознавание образов, обработка спутниковых изображений, и проведение исследований искусственного интеллекта.

Как вы можете видеть, во всех отраслях, правительственных учреждениях и вооруженных силах предъявляются высокие требования к современным вычислительным мощностям.

Квантовые компьютеры следующие?

Каждое повышение скорости суперкомпьютера является прямым результатом увеличения количества транзисторов, упакованных в микропроцессоры в меньшем и меньшем масштабе. Поскольку эти микросхемы продолжают сокращаться до атомного масштаба, многие футуристы предсказывают, что следующий этап в суперкомпьютерах будет в области квантовых компьютеров.

Что такое квантовый компьютер?

Квантовые вычисления - это уникальный взгляд на компьютерные технологии. Вместо традиционного транзисторного микропроцессора ученые надеются извлечь выгоду из манипулирования состоянием субатомных частиц.

Субатомные частицы придерживаются очень странных законов физики - многие из которых исследователи открыли только в очень недавнем прошлом. Экспериментируя с различными методами контроля субатомных состояний этих частиц, ученые надеюсь заменить 1 и 0 классического транзистора эквивалентным 1 или 0 состоянием этих квантов частицы.

Другое слово для этих двухчастичных частиц квантовые биты (или «кубиты»).

Потрясающий аспект квантовых вычислений заключается в том, что многие доступные состояния этих частиц могут позволить этим компьютерам хранить больше, чем просто 1 или 0.

Есть ли квантовые суперкомпьютеры?

Причина, по которой вы еще не слышали о превосходном квантовом суперкомпьютере, входящем в список Top500, заключается в том, что на самом деле еще не существует реального стабильного квантового суперкомпьютера.

IBM предлагает онлайновый доступ к 20-кубитной системе для использования исследователями. Исследователи обычно используют квантовые компьютеры для конкретных расчетов и анализа, для которых они хорошо подходят, например, для химического моделирования.

Создатели квантовых компьютеров используют термины, которые не так давно носили в основном теоретический характер. Но теперь ученые, строящие эти системы, описывают очень реальные взаимодействия между «кубитами» как «запутанность». Они описать конкретные состояния кубитов как «когерентность». Так что практически невозможно сравнить эти системы с традиционными компьютеры.

Большие системы, которые могут иметь некоторую надежду на конкуренцию с современными суперкомпьютерами, все еще слишком нестабильны Например, в ноябре 2017 года IBM объявила, что построила квантовый компьютер с 50 кубитами. Однако он мог удерживать свое квантовое «микросостояние» только в течение 90 микросекунд.

Квантовые компьютеры имеют большие перспективы на будущее, но прямо сейчас они предлагают небольшую конкуренцию традиционным суперкомпьютерам на основе силикона.

Как вы думаете, что ждет в будущем?

Как вы думаете, куда движется будущее суперкомпьютерных технологий? Как вы думаете, квантовые компьютеры находятся на горизонте ближе, чем думают люди? Как вы думаете, какая страна возглавит список в 2018 году и далее?