Kas ir superdators? Top 10 superdatori pasaulē

Reklāma

Superdatora vārdnīcas definīcija ir “īpaši jaudīgs lieldatoru dators”.

Superdatora “jaudu” nosaka pēc to skaita operācijas, kuras sistēma var apstrādāt katru sekundi.

Šī ir plaša definīcija ar mainīgu mērķa stabiņu katru reizi, kad progresē datortehnoloģijas. ātrākie personālie datori šodien apstrādā apstrādes darbības ar tādu ātrumu, kādu superdatori veica pirms vairākām desmitgadēm. Tas ir, cik ātri šī tehnoloģija mainās.

Kas tad īsti ir superdators?

Apskatīsim padziļināti to, kādi šodien izskatās superdatori.

Pasaulē jaudīgākais superdators

Daudzus gadus ASV, Ķīna un Japāna cīnījās par valsti, kurai pieder ātrākais superdators pasaulē. “Ātrs” ir noteikts ar petafloku skaitu, ko datorsistēma var veikt. A petaflop ir viens tūkstotis teraflopu jeb viens kvadriljons operācijas ar peldošo komatu sekundē PC etalontesti: kas tie ir, un vai tie faktiski ir svarīgi?Internetā ir ļoti daudz tehnisko vietņu, kurās tiek izmantoti etaloni - vesela virkne diagrammu un numuru gandrīz jebkurai tirgū esošai aparatūrai. Bet ko tie nozīmē? Lasīt vairāk .

Līdz 2013. gadam bija divi jaudīgākie superdatori:

• Krejs Titāns pie Oak Ridge, lepojoties ar pārstrādes spēju 17,59 petaflops.
• IBM Sequoia pie Livermore Labs, spiežot 17.17 petaflops.

Tomēr tajā gadā Ķīna pārņēma sacensības ar NUDT Tianhe-2 Guangžou ar milzīgiem 33,86 petaflops. Šī sistēma bija karalis līdz 2016. gadam, kad Sunway TaihuLight Vuksijā Ķīna beidzot ieguva balvu ar iespaidīgu 93,01 petaflops.

Saskaņā ar Top500, nākamajam superdatoru karalim vajadzētu būt Samits. Šis ir superdators Oak Ridge National Lab, kuru paredzēts palaist tiešraidē 2018. gada vasarā.

Raugoties dziļāk superdatorā

Tagad, kad jūs zināt pašreizējās superdatoru sacensības stāvokli, sīkāk apskatīsim šo iespaidīgo tehnoloģiju brīnumu iekšējo darbību. Pārbaudīsim Sunway Taihulight.

Taihulight ir īpaši efektīvs dators ar šādu procesora arhitektūru:

• 1,45 GHz SW26010 procesori, katrs ar četriem serdeņu grupas Kas ir centrālais procesors un ko tas dara?Akronīmu skaitļošana ir mulsinoša. Kas tik un tā ir CPU? Un vai man ir nepieciešams četrkodolu vai divkodolu procesors? Kā ar AMD vai Intel? Mēs esam šeit, lai palīdzētu izskaidrot atšķirību! Lasīt vairāk .
• Katrā kodolu grupā ir 65 serdeņi, kopā 260 kodoli uz mezglu.
• Katrā sistēmas skapī ir 1024 mezgli.
• Visa sistēma satur 40 skapjus.

Lai savienotu visus šos skapjus, šīs iespaidīgās sistēmas veidotāji pēc pasūtījuma izveidoja paši savu PCIe 3.0 savienojumu tīklu, kuru viņi ir nodēvējuši par “Sunway Network”.

Tīkls savieno slēdžus, resursu koplietošanas aparatūru un visus supernodus, izmantojot 7 collu kabeļus, kas pārraida datus ar ātrumu 70 terabaiti sekundē.

Tālāk ir pašreizējais saraksts ar 10 ātrākajiem superdatoriem pasaulē, saskaņā ar Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Ķīna): 10 649 600 serdeņi, 93 014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Ķīna): 3 120 000 serdeņi, 33 962 TFlops / s
3. Piz Daint (Šveice): 361 760 serdeņi, 19 590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japāna): 19 860 000 serdeņi, 19 136 TFlops / s
5. Titāns (Amerikas Savienotās Valstis): 560 640 serdeņi, 17 590 TFlops / s
6. Sekvoja (Amerikas Savienotās Valstis): 1 572 864 serdeņi, 17 173 TFlops / s
7. Trīsvienība (Amerikas Savienotās Valstis): 979 968 serdeņi, 14 137 TFlops / s
8. Kori (Amerikas Savienotās Valstis): 622 336 serdeņi, 14 015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japāna): 556 104 serdeņi, 13 555 TFlops / s
10. K dators - Sparc64 (Japāna): 705 024 serdeņi, 10 510 TFlops / s

Tas ir plašs spēles laukums, kurā iesaistītas uzlabotas laboratorijas un valdības iestādes visā pasaulē. Līderi ne tikai pelna datoru ekspertu cieņu visā pasaulē, bet arī sacensība par top ir politiski uzlādēta. Tā kā superdatoru izmaksas sasniedz tūkstošiem dolāru stundā, iespējams, arī šie uzņēmumi nopelna daudz naudas.

Kāpēc tiek izmantoti superdatori?

Kāpēc kādam būtu vajadzīga datorsistēma, kas sekundē varētu apstrādāt kvadriljonus peldošā komata operāciju?

Patiesībā daudzās dažādās nozarēs pastāv vajadzības, kurām nepieciešama milzīga skaitļošanas jauda. Šeit ir tikai daži superdatoru lietojumi rūpniecībā, valdībās un militārajā jomā.

Ziņojums, ko sagatavojusi Starptautiskā datu korporācija 2014. gadā ienāca desmitiem reālās pasaules scenāriju, kuros tika izmantoti superdatori. Mēs no šī pētījuma sagatavojām šādus piemērus.

Rūpniecība

• General Electric, kas ir nozīmīgs aviācijas un kosmosa nozares spēlētājs, sadarbojās ar datoru ekspertiem Oak Ridge Nacionālajā laboratorijā, lai ražotu uzlabotas reaktīvo dzinēju simulācijas. Simulācijas palīdzēja GE identificēt dzinēja parādību, kas palīdzēja uzņēmumam uzlabot kopējo degvielas efektivitāti.
• Lawrence Livermore National Labs zinātnieki izmantoja tur esošos superdatorus, lai izstrādātu jaunu metodi pazemes datu vākšana. Tas ļāva ASV naftas un gāzes nozarei vieglāk identificēt naftas rezerves Meksikas līcī un samazināt Amerikas atkarību no ārvalstu naftas.
• Boeing inženieri izveidoja superdatorus lidmašīnu simulācijas kas ļāva uzlabot aerodinamisko dizainu, lai viņi varētu ražot energoefektīvākas un drošākas lidmašīnas.

Valdība

• Slimību kontroles centri un Kornela universitāte sadarbojās, lai izveidotu ļoti detalizētu C hepatīta vīrusa modeli. Izmantojot superdatoru Kornela universitātē, pētnieki to spēja attīstīt jaunas terapijas ka galu galā palīdzēja mediķu aprindām 8 medicīnas tehnikas sasniegumi, kas jums varētu būt nepieciešami vienu dienuTiciet vai nē, tehnoloģisko sasniegumu ātrums joprojām palielinās - un medicīnas jomā notiek daudz sasniegumu. Apskatiet šīs apbrīnojamās jaunās lietas! Lasīt vairāk samazinot vai izārstējot aknu slimības pacientiem.
• ASV Aizsardzības departaments izmantoja superdatoru attīstīt jaunus laika apstākļu modeļus kas meteorologiem palīdzētu prognozēt potenciāli bīstamās viesuļvētras un ciklonus. Šo vētru progresīvākie datoru modeļi nodrošināja iespēju paredzēt briesmas pat piecas dienas pirms trieciena.

Militārā

• ASV armija, lai palaistu, izmanto superdatorus Armijas pētījumu laboratorijā uzlabotas simulācijas kas palīdz pētniekiem veikt “destruktīvus tiešos eksperimentus un prototipu demonstrācijas”. Pretējā gadījumā izturēšanās ar reālu aprīkojumu būtu izmaksu ziņā liegta.
• Vienu no neparastākajiem superdatoriem, ko izmantoja ASV armija, sauca par “Condor Cluster”, kuru 2010. gadā izveidoja ASV gaisa spēki. Inženieri tur savienoja 1760 Sony PlayStation 3 konsoles, lai izveidotu superdatora kodolu. Tas bija spējīgs uz 500 TFlops un tika izmantots tādiem uzdevumiem kā modeļa atpazīšana, satelīta attēlu apstrāde, un mākslīgā intelekta pētījumu veikšana.

Kā redzat, visām nozarēm, valdības aģentūrām un militārpersonām ir daudz prasību pēc uzlabotas skaitļošanas jaudas.

Vai kvantu datori ir nākamie?

Katrs superdatora ātruma pieaugums ir tiešs rezultāts, jo mazāks un mazāks mērogs ir lielāks tranzistoru skaits, kas iesaiņoti mikroprocesoros. Tā kā šīs mikroshēmas turpina samazināties atomu mēroga virzienā, daudzi futūristi prognozē, ka nākamais superdatoru posms būs kvantu datoru valstībā.

Kas ir kvantu dators?

Kvantu skaitļošana ir unikāls datortehnoloģiju lietojums. Tradicionālā tranzistora bāzes mikroprocesora vietā zinātnieki cer gūt labumu no manipulācijām ar subatomisko daļiņu stāvokli.

Subatomiskās daļiņas ievēro ļoti dīvainus fizikas likumus - daudzus no tiem pētnieki ir atklājuši tikai pavisam nesenā pagātnē. Eksperimentējot ar dažādām metodēm, lai kontrolētu šo daļiņu subatomiskos stāvokļus, zinātnieki ceru aizstāt klasiskā tranzistora 1 un 0 ar šo kvantu ekvivalentu 1 vai 0 stāvokli daļiņas.

Vēl viens vārds šīm divu stāvokļu daļiņām ir kvantu biti (vai “kvadrāti”).

Kvantu skaitļošanas prāts, kas liek domāt, ir fakts, ka daudzie pieejamie šo daļiņu stāvokļi var ļaut šiem datoriem uzglabāt vairāk nekā tikai 1 vai 0.

Vai ir kādi kvantu superdatori?

Iemesls, kādēļ vēl neesat dzirdējis par izcilu kvantu superdatoru, kurš veido Top500 sarakstu, ir tāds, ka pagaidām nav faktiska stabila kvantu superdatora.

IBM piedāvā Tiešsaistes piekļuve pētniekiem izmantošanai 20 kbit sistēmu. Pētnieki parasti izmanto kvantu datorus īpašiem aprēķiniem un analīzei, kas viņiem ir labi piemērota, piemēram, ķīmiskām simulācijām.

Kvantu datoru radītāji izmanto tādus terminus, kas vēl nesen bija galvenokārt teorētiski. Bet tagad zinātnieki, kas veido šīs sistēmas, ļoti reālu mijiedarbību starp “kvītām” raksturo kā “sapīšanos”. Viņi aprakstīt īpašus kvadrātu stāvokļus kā “saskaņotību”. Tātad ir gandrīz neiespējami salīdzināt šīs sistēmas ar tradicionālajām datori.

Lielas sistēmas, kurām varētu būt cerības konkurēt ar mūsdienu tradicionālajiem superdatoriem, joprojām ir pārāk nestabilas. Piemēram, 2017. gada novembrī IBM paziņoja, ka ir uzbūvējis 50 kbit kvantu datoru. Tomēr tas varēja saglabāt savu kvantu “mikrostatījumu” tikai 90 mikrosekundēs.

Kvantu datoriem ir liels solījums nākotnē, taču šobrīd tie maz konkurē ar tradicionālajiem, uz silikona bāzes izgatavotajiem superdatoriem.

Ko jūs domājat par nākotnes īpašniekiem?

Kur, jūsuprāt, ir virzījusies superdatoru tehnoloģijas nākotne? Vai jūs domājat, ka kvantu datori ir tuvāk horizontam, nekā cilvēki saprot? Kura valsts, jūsuprāt, būs labāko sarakstā 2018. gadā un pēc tam?