Što je superračunalo? Najboljih 10 superračunala na svijetu

Rječnička definicija superračunala je “posebno snažno računalo mainframe.”

“vlast” superračunala određuje se koliko operacije koje sustav može obraditi svake sekunde.

Ovo je široka definicija s ciljem cilja, koji se mijenja svaki put kada se napreduje računalna tehnologija. Danas najbrža osobna računala obrađuju operacije brzinom kojom su superračunala bila izvedena prije nekoliko desetljeća. Tako se brzo ova tehnologija mijenja.

Što je, u stvari, superračunalo?

Pogledajmo dublje kako danas izgledaju superračunala.

Najsnažnije superračunalo na svijetu

Dugi niz godina, SAD, Kina i Japan borili su se za zemlju koja je posjedovala najbrži superračunalo na svijetu. “Brzo” definira se brojem petaflopa koje računalni sustav može izvesti. petaflop je tisuću teraflopa ili jedna operacija s pomičnom točkom na četiri tisuće milijardi u sekundi PC Benchmark testovi: Što su oni i jesu li zapravo stvarni? PC Benchmark testovi: Što su oni, i imaju li zapravo stvar? Na Internetu se nalazi mnoštvo tehničkih web mjesta koja posluju u referentnim vrijednostima - čitav niz grafikona i brojeva za gotovo bilo koji hardver na tržištu. Ali što oni znače?? .

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.

Kreditna slika: O01326 / Wikipedia Commons

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 bliži rad ovih impresivnih čuda tehnologije. Ispitajmo Sunway Taihulight.

Taihulight je super učinkovito računalo sa sljedećom arhitekturom procesora:

• 1.45 GHz SW26010 procesori, svaka s četiri skupine jezgara Što je CPU i što radi? Što je CPU i što radi? Računarne kratice su zbunjujuće. Što je CPU uopće? A trebam li četverojezgreni ili dvojezgreni procesor? Što kažete na AMD ili Intel? Tu smo da vam pomognemo objasniti razliku! .
• 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 po mjeri napravili su vlastitu mrežu PCIe 3.0 veza koje su nazvali “Sunway mreža”.

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 ogromno igralište u kojem su uključene napredne laboratorije i vladine ustanove širom svijeta. Čelnici ne samo da u svijetu zaslužuju računalne stručnjake, već je i utrka za vrh također politički nabijena. A s troškovima superračunala koji iznose i 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 velika računska snaga. Evo samo nekoliko upotreba superračunala u industriji, vladama i vojsci.

Izvješće koje je 2014. godine napisala Međunarodna korporacija podataka baziralo se na desecima 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 koristili 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.

Kreditna slika: Boeing, 2013. / Sveučilište Cornell

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 što je na kraju pomoglo medicinskoj zajednici. 8 Medicinski tehnološki proboji koji će vam trebati jedan dan medicinsko područje. Pogledajte ove nevjerojatne nove stvari! 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 u provođenju “destruktivne eksperimente uživo i demonstracije prototipa.” To bi u protivnom moglo koštati trošenje s pravom opremom.
• Jedan od najneobičnijih superračunala koji je američka vojska koristila bio je naziv “Grozd kondor,” stvoreno od strane američkih zračnih snaga 2010. godine. Inženjeri su zajedno 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, mnogi su zahtjevi iz svih industrija, vladinih agencija i vojske potrebni za napredne računalne snage.

Slede li kvantna računala?

Svako napredovanje brzine superračunala izravni je rezultat većeg broja tranzistora upakovanih u mikroprocesore u manjoj i manjoj mjeri. Kako se ti mikrogrami i dalje smanjuju prema atomskoj ljestvici, mnogi futuristi predviđaju da će sljedeća faza u superračunalima biti u području 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 pridržavaju vrlo čudnih zakona fizike - a mnoge su istraživači otkrili tek u nedavnoj prošlosti. Eksperimentirajući s raznim tehnikama za kontrolu subatomskih stanja tih čestica, znanstvenici se nadaju da će zamijeniti 1s i 0s klasičnog tranzistora ekvivalentnim 1 ili 0 stanjem tih kvantnih čestica.

Još jedna riječ za ove dvije države čestice su kvantni bitovi (ili “kvantnih bitova”).

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

Postoje li kvantna superračunala?

Razlog zašto još niste čuli za vrhunski kvantni superračunalo koji je sastavio Top500 listu, zato što još uvijek ne postoji postojan stabilni kvantni superračunalo..

IBM nudi istraživačima na mreži pristup 20-kbitnom sustavu. Istraživači obično koriste kvantna računala za specifične proračune i analize, kao što su kemijske simulacije.

Tvorci kvantnih računala koriste pojmove koji ne tako davno bili uglavnom teorijske naravi. Ali sada, znanstvenici koji grade ove sustave opisuju vrlo stvarne interakcije između “kvantnih bitova” kao “uplitanje.” Oni opisuju specifična stanja kubita kao “povezanost.” Stoga je gotovo nemoguće usporediti ove sustave s tradicionalnim računalima.

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. IBM je objavio da je izgradio kvantno računalo od 50 kubika. Međutim, mogao je držati samo svoj kvant “microstate” tijekom 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?