Mis on superarvuti? 10 parimat superarvutit maailmas

Reklaam

Superarvuti sõnastiku definitsioon on „eriti võimas suurarvuti”.

Superarvuti “võimsus” on määratletud arvu järgi toimingud, mida süsteem saab töödelda iga sekund.

See on lai määratlus, mille eesmärk on muutuda iga kord, kui arvutitehnoloogia areneb. kiireimad personaalarvutid täna töötlevad toiminguid kiirusega, mida superarvutid tegid mitu aastakümmet tagasi. Nii kiiresti see tehnoloogia muutub.

Mis tegelikult on superarvuti?

Vaatame põhjalikumalt, kuidas superarvutid täna välja näevad.

Maailma võimsaim superarvuti

Aastaid võitlesid USA, Hiina ja Jaapan sellega, et kuulusid maailma kiireimale superarvutile. Kiire on määratletud petafloppide arvuga, mida arvutisüsteem suudab teha. A petaflop on tuhat teraflopi ehk üks kvadriljon ujukomaoperatsioonid sekundis PC-testid: mis need on ja kas need on tegelikult olulised?Internetis on palju tehnilisi saite, mis tegelevad võrdlusalustega - terve hulk diagramme ja numbreid peaaegu iga turul oleva riistvara jaoks. Aga mida nad tähendavad? Loe rohkem .

2013. aastaks olid olemas kaks võimsamat superarvutit:

• Cray Titan Oak Ridge'is, uhkeldades töötlemisvõimega 17,59 petaflopi.
• IBM Sequoia kell Livermore Labs, surudes 17.17 petaflopi.

Kuid sel aastal võttis Hiina jooksu üle NUDT Tianhe-2 aastal Guangzhoos ilmatu 33,86 petaflopiga. See süsteem oli kuningas kuni 2016. aastani, mil Sunway TaihuLight Wuxis võttis Hiina auhinna lõpuks muljetavaldava 93,01 petaflopi abil.

Vastavalt Top500, järgmine superarvutite kuningas peaks olema Tippkohtumine. See on Oak Ridge National Labi superarvuti, mis peaks eeldatavasti minema turule 2018. aasta suvel.

Vaadates sügavamat superarvutit

Nüüd, kui teate praeguse superarvutite võistluse seisu, vaatame lähemalt nende muljetavaldavate tehnoloogia imede sisemist toimimist. Uurime Sunway Taihulight.

Taihulight on ülitõhus arvuti, millel on järgmine protsessori arhitektuur:

• 1,45 GHz SW26010 protsessorid, igas neli tuumade rühmad Mis on CPU ja mida see teeb?Akronüümide arvutamine on segane. Mis on CPU ikkagi? Ja kas ma vajan nelja- või kahetuumalist protsessorit? Kuidas oleks AMD või Inteliga? Me oleme siin, et aidata erinevust selgitada! Loe rohkem .
• Iga tuumarühm sisaldab 65 südamikku, kokku 260 südamikku sõlme kohta.
• Iga süsteemikapp sisaldab 1024 sõlme.
• Kogu süsteem sisaldab 40 kappi.

Kõigi nende kappide ühendamiseks koostasid selle muljetavaldava süsteemi ehitajad omaenda PCIe 3.0 ühenduste võrgu, mille nad on nimetanud “Sunway Network”.

Võrk ühendab lülitid, ressursside jagamise riistvara ja kõik supernoodid 7-tolliste kaablite kaudu, mis edastavad andmeid kiirusega 70 terabaiti sekundis.

Järgnev on praeguse loetelu maailma 10 kiireimast superarvutist vastavalt 500 parimat.

1. Sunway TaihuLight (Hiina): 10 649 600 südamikku, 93 014 TFlopi / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Hiina): 3,120,000 südamikku, 33,962 TFlops / s
3. Piz Daint (Šveits): 361 760 südamikku, 19 590 TF-klappi / s
4. Gyoukou (Jaapan): 19 860 000 südamikku, 19 136 TFlops / s
5. Titan (Ameerika Ühendriigid): 560 640 südamikku, 17 590 TFlops / s
6. Sequoia (Ameerika Ühendriigid): 1 572 864 südamikku, 17 173 TFlopi / s
7. Kolmainsus (Ameerika Ühendriigid): 979 968 südamikku, 14 137 TFlopi / s
8. Cori (Ameerika Ühendriigid): 622 336 südamikku, 14 015 TFlopi / s
9. Tammemets-PACS (Jaapan): 556 104 südamikku, 13 555 TFlops / s
10. K arvuti - Sparc64 (Jaapan): 705 024 südamikku, 10 510 TFlops / s

See on tohutu mänguruum, mis hõlmab arenenud laboreid ja valitsusasutusi kogu maailmas. Juhid ei pälvi ainult arvutiekspertide lugupidamist kogu maailmas, vaid ka tippvõistlus on poliitiliselt laetud. Ja kui superarvutikulud ulatuvad tuhandete dollariteni tunnis, teenivad need ettevõtted tõenäoliselt ka palju raha.

Milleks superarvuteid kasutatakse?

Miks oleks kellelgi vaja arvutisüsteemi, mis suudaks töödelda kvadriljone ujukomatoiminguid sekundis?

Reaalsus on see, et paljudes erinevates tööstusharudes on vajadusi, mis nõuavad tohutut arvutusvõimsust. Siin on vaid mõned superarvutite kasutused tööstuses, valitsuses ja sõjaväes.

Aruande kirjutas Rahvusvaheline andmekorporatsioon 2014. aastal sukeldus kümnetesse reaalainete stsenaariumitesse, kus kasutati superarvuteid. Tõime sellest uuringust järgmised näited.

Tööstus

• Lennunduse ja kosmosetööstuse suurim osaline General Electric tegi tootmiseks koostööd Oak Ridge'i riikliku labori arvutiekspertidega täiustatud reaktiivmootori simulatsioonid. Simulatsioonid aitasid GE-l tuvastada mootori nähtuse, mis aitas ettevõttel parandada üldist kütusesäästlikkust.
• Lawrence Livermore National Labsi teadlased kasutasid sealseid superarvuteid uue tehnika väljatöötamiseks maa-aluste andmete kogumine. See võimaldas USA nafta- ja gaasitööstusel hõlpsamini tuvastada Mehhiko lahe naftavarusid ja vähendada Ameerika sõltuvust välismaisest naftast.
• Boeingu insenerid kasutasid loomiseks superarvuteid õhusõidukite simulatsioonid mis tõi kaasa paremad aerodünaamilised kujundused, nii et nad saaksid toota kütusesäästlikumaid ja ohutumaid lennukeid.

Valitsus

• Haiguste tõrje keskused ja Cornelli ülikool tegid koostööd, et luua C-hepatiidi viiruse väga detailne mudel. Cornelli ülikooli superarvuti abil suutsid teadlased seda teha arendada uusi ravimeetodeid et lõpuks abistas meditsiiniringkondi 8 meditsiinitehnika läbimurret, mis võib vajada ühte päevaUskuge või mitte, tehnoloogiliste edusammude kiirus kasvab endiselt - ja meditsiini valdkonnas toimub läbimurre palju. Vaadake neid hämmastavaid uusi asju! Loe rohkem maksahaiguse vähendamisel või ravimisel patsientidel.
• USA kaitseministeerium kasutas superarvutit töötada välja uued ilmumudelid mis aitaks meteoroloogidel ennustada potentsiaalselt ohtlikke orkaane ja tsükloneid. Nende tormide keerukamad arvutimudelid võimaldasid ohtusid ennustada kuni viis päeva enne nende mõju.

Sõjaline

• USA armee kasutab armee uurimislaboris töötamiseks superarvuteid täpsemad simulatsioonid mis aitavad teadlastel läbi viia „hävitavaid live-katseid ja prototüüpide demonstratsioone“. Reaalse varustusega käitumine oleks muidu kulusid keelav.
• Üks ebatavalisemaid superarvuteid, mida USA sõjavägi kasutas, sai nime “Condor Cluster”, mille lõid USA õhuvägi 2010. aastal. Sealsed insenerid ühendasid superarvuti südamiku loomiseks 1760 Sony PlayStation 3 konsooli. See oli võimeline 500 TFloppi ja seda kasutati näiteks muude ülesannete jaoks mustrituvastus, satelliidipiltide töötlemineja tehisintellekti uuringute läbiviimine.

Nagu näete, on kõigil tööstusharudel, valitsusasutustel ja sõjaväel palju nõudmisi arenenud arvutivõimsuse järele.

Kas kvantarvutid on järgmised?

Iga superarvuti kiiruse kasv on otsene tulemus, kui väiksema ja väiksema skaalaga mikroprotsessoritesse pakitakse suurem arv transistore. Kuna need mikrolülitused kahanevad jätkuvalt aatomi skaala suunas, ennustavad paljud futuristid, et superarvutite järgmine etapp on kvantarvutite valdkond.

Mis on kvantarvuti?

Kvantarvutused on ainulaadne arvutitehnoloogia kasutuselevõtt. Traditsioonilise transistoril põhineva mikroprotsessori asemel loodavad teadlased saada kasu subatomiliste osakeste olekuga manipuleerimisest.

Subatomiaatomite osakesed peavad kinni väga kummalistest füüsikaseadustest - millest paljud on teadlased avastanud alles lähiminevikus. Katsetades mitmesuguseid tehnikaid nende osakeste subatomiliste olekute juhtimiseks, teadlased loodan, et klassikalise transistori 1 ja 0 asendatakse nende kvantide ekvivalentse olekuga 1 või 0 osakesed.

Veel üks sõna nende kahe olekuga osakeste kohta on kvantbitid (või “jupid”).

Kvantarvutuste puhul on silmas peetud seda, et nende osakeste arvukad olekud võimaldavad neil arvutitel salvestada enamat kui 1 või 0.

Kas leidub Quantumi superarvuteid?

Põhjus, miks te pole veel kuulnud Top500 nimekirja moodustavast kõrgema kvant-superarvuti kohta, on see, et tegelikku stabiilset kvant-superarvuti pole veel olemas.

IBM pakub sidusjuurdepääs teadlaste kasutamiseks 20-voldisele süsteemile. Teadlased kasutavad tavaliselt kvantarvuteid spetsiifiliste arvutuste ja analüüside jaoks, milleks nad sobivad, näiteks keemilisi simulatsioone.

Kvantarvutite loojad kasutavad termineid, mis mitte kaua aega tagasi olid oma olemuselt enamasti teoreetilised. Kuid nüüd kirjeldavad neid süsteeme loovad teadlased väga tõsiseid vastasmõjusid „vuttide” vahel kui „takerdumist”. Nemad kirjeldada vuttide konkreetseid olekuid kui „sidusust“. Seega on peaaegu võimatu võrrelda neid süsteeme traditsioonilistega arvutid.

Suured süsteemid, millel võib olla lootust konkureerida tänapäevaste traditsiooniliste superarvutitega, on endiselt liiga ebastabiilsed. Näiteks teatas 2017. aasta novembris IBM, et on ehitanud 50-bitise kvantarvuti. Kuid see suutis oma kvantmikrostaati hoida ainult 90 mikrosekundi jooksul.

Kvantarvutid annavad tulevikuks suuri lubadusi, kuid praegu pakuvad nad traditsioonilistele silikoonipõhistele superarvutitele vähe konkurentsi.

Mida arvate tuleviku käes hoidvat?

Kus on teie arvates superarvuti tehnoloogia tulevik? Kas arvate, et kvantarvutid on silmapiiril lähemal kui inimesed mõistavad? Milline riik on teie arvates 2018. aastal ja pärast seda edetabelis kõrgeim?