Суперкомпьютер

29 September 2017

Всем привет! Сегодня поговорим о том, что из себя представляют суперкомпьютеры и где они используются.

Суперкомпьютер
Суперкомпьютер

Итак, суперкомпьютер - это вычислительная машина, которая многократно превосходит обычные персональные компьютеры по вычислительной мощности. Их вычислительная мощность определяется одним конкретным критерием, а именно количеством операций над числами с плавающей точкой(FLOPS), ведь к ним неприменима такая мера производительности для обычных компьютеров, как количество миллионов операций в секунду(MIPS) по одной простой причине. Суперкомпьютеры зачастую создаются для решений задач связанных с вещественными числами, т.е. с теми самыми числами с запятой, в отличие от обыкновенных компьютеров, которые зачастую работают с целыми числами.

Надо отметить, что изначально суперкомпьютеры создавались для вполне себе военных целей. Их задачами были связанны с расчётами и моделирования по ядерному и термоядерному оружию, но потом вследствие технического прогресса и увеличения количества запросов связанных с вычислением данных большого объёма они начали применяться и в других сферах. Сейчас они заняты прогнозированием прогноза погоды, расчётами и моделированием траектории полёта космических аппаратов, хранением, обработкой, обменом и преобразованием большого объёма информации, моделированием протекания биологических процессов и химических реакций и много чем ещё. На самом деле суперкомпьютеры сейчас используются практически во всех сферах жизни и трудно найти такую область где бы они не использовались.

С чем это связано?

Всё очень и очень просто, по мере того как увеличивается темп технологического прогресса, увеличиваются и объемы данных с которыми приходится работать. Даже придумали отдельный термин, который описывает технологии хранения, обработки и передачи огромного объема данных. Собственно он так и звучит "Big Data". Об этой технологии, я думаю, мы поговорим в одном из следующих постов.

Факт в том, что суперкомпьютеры способны в считанные секунды справляться с таким объёмом данных, с которым обычные, даже самые мощные, компьютеры работали бы годами, а может даже и веками(без шуток).

Как то, я уже затрагивал, тему с большими вычислениями в статье о квантовых компьютерах, и там я говорил примерно тоже самое, но разница тут есть. Во-первых, квантовые компьютеры еще не совсем изобрели, то что мы сейчас имеем хоть и является хорошим результатом, но всё же это еще не то. А во-вторых, квантовые компьютеры способны решать задачи, с которыми уже не обычные, а суперкомпьютеры справлялись бы годами.

Производительность

Как я говорил уже ранее, сравнивать вычислительные мощности обыкновенного компьютера и суперкомпьютера не имеет особого смысла из-за особенностей их работы с данными, поэтому единственным объективным критерием для их оценки производительности является флопс. Так что давайте посмотрим чего достигли суперкомпьютеры в историческом срезе.

Первые суперкомпьютеры имели производительность в 1 Килофлопс, т.е. 1000 операций над числами с плавающей точкой в секунду.

В 1964 в США был создан CDC 6600, который преодолел планку в 1 миллион флопс.

Также в 1963 в СССР был создан суперкомпьютер под названием НИИ-37, который имел производительность в 2.4 миллиона операций в секунду, но надо сделать некоторое примечание, этот компьютер работал на основе модулярной арифметики в отличие от традиционных суперкомпьютеров, поэтому прямое сравнение тут будет некорректным. Но с исторической точки зрения данный факт стоит упомянуть.

В 1979 году академик М.А.Карцев начал разработку суперкомпьютера М-13, который имел производительность в 2.4 ГФлопс, т.е. почти 2 с половиной миллиарда флопс. А в 1984 был успешно доработан соратниками академика после его смерти и введён в эксплуатацию.
Также в 1983 году был японской компанией NEC создан SX-2 с производительностью в 1.3 ГФлопс.

Граница в один триллион флопс была достигнута суперкомпьютером ASCI Red в 1996 году.

Рубеж 1 квадриллион флопс (1 Петафлопс) был взят в 2008 году суперкомпьютером IBM Roadrunner.

И приближаясь к настоящему времени, некоторые компании 2010-х годах заявили о разработке суперкомпьютеров с вычислительной мощностью в 1 квинтиллион операций над числами с плавающей точкой в секунду.

Итог

В общем, эти числа поражают, и после этого становится понятно почему современные компании и государственные структуры используют суперкомпьютеры в качестве вычислительных мощностей. При этом, надо заметить, что каждый отдельный суперкомпьютер делается по заказу для конкретных целей, поэтому каждая такая машина является уникальной. И эти машины облегчают нашу с вами жизнь. И теперь, когда вы зайдете на сайт прогноза погоды или услышите по новостям об успешном запуске спутника, вы будете знать, что это не было бы возможным без суперкомпьютеров. При этом, конечно надо также понимать, что суперкомпьютеры без человека просто груда железа. Всё, чем сейчас пользуется рядовой обыватель, это результат работы огромного количества людей и малого количества суперкомпьютеров. Но так или иначе с ними нам намного проще:)

__________________________________________________________________________________________________

Если вдруг так звёзды сошлись, и тебе понравился этот блог, то поставь палец вверх, подпишись на канал и группу Вконтакте, чтобы не пропустить новые блоги)