Hvad er en supercomputer? Top 10 Supercomputere i verden

Reklame

Ordbordsdefinitionen af ​​en supercomputer er "en særlig kraftig mainframe computer."

En supercomputer "power" er defineret af, hvor mange operationer systemet kan behandle hvert sekund .

Dette er en bred definition med en målsætning, der ændres hver gang computerteknologien udvikler sig. De hurtigste pc'er i dag behandler operationer med den hastighed, som supercomputere udførte for flere årtier siden. Det er så hurtigt denne teknologi ændres.

Så hvad er en supercomputer, virkelig?

Lad os tage et dybere kig på, hvad supercomputere ligner i dag for at finde ud af.

Verdens mest kraftfulde supercomputer

I mange år har USA, Kina og Japan kæmpet for at være det land, der ejede den hurtigste supercomputer i verden. "Fast" er defineret af antallet af petafløb, som computersystemet kan udføre. En petaflop er tusind teraflops, eller en quadrillion flydende punkt operationer pr. Sekund PC Benchmark Tests: Hvad er de, og gør de egentlig spørgsmål? PC Benchmark Tests: Hvad er de, og gør de egentlig spørgsmål? Der er masser af tekniske websteder på internettet, der omhandler benchmarks - et stort antal diagrammer og tal til næsten ethvert stykke hardware på markedet. Men hvad mener de? Læs mere .

I 2013 var de to mest kraftfulde supercomputere der eksisterede:

• Cray Titan i Oak Ridge, der har en behandlingsevne på 17, 59 petaflops.
• IBM Sequoia hos Livermore Labs, skubber 17.17 petaflops.

Men det år overtog Kina kørslen med NUDT Tianhe-2 i Guangzhou med en kæmpestor 33, 86 petaflops. Dette system var konge indtil 2016, da Sunway TaihuLight i Wuxi, Kina endelig tog prisen med imponerende 93.01 petaflops.

Ifølge Top500 bør den næste konge af supercomputere være topmødet . Dette er en supercomputer på Oak Ridge National Lab, der forventes at gå live i sommeren 2018.

Ser dypere ud i en supercomputer

Nu hvor du kender tilstanden til den nuværende supercomputer race, lad os se nærmere på de indre virkninger af disse imponerende teknologier. Lad os undersøge Sunway Taihulight .

Taihulight er en super effektiv computer med følgende processor arkitektur:

• 1.45 GHz SW26010 processorer, hver med fire grupper af kerner Hvad er en CPU og hvad gør det? Hvad er en CPU og hvad gør det? Computing akronymer er forvirrende. Hvad er en CPU alligevel? Og har jeg brug for en quad eller dual-core processor? Hvad med AMD eller Intel? Vi er her for at hjælpe med at forklare forskellen! Læs mere .
• Hver kernegruppe indeholder 65 kerner for i alt 260 kerner per knudepunkt.
• Hvert systemskab indeholder 1.024 noder.
• Hele systemet indeholder 40 kabinetter.

For at forbinde alle disse kabinetter har bygherrene af dette imponerende system skræddersyet deres eget netværk af PCIe 3.0-forbindelser, de har kaldt "Sunway Network".

Netværket forbinder omskiftere, ressourcedelingshardware og alle supernodes via 7-tommers kabler, der transmitterer data ved 70 terabyte per sekund.

Følgende er den nuværende liste over de 10 hurtigste supercomputere i verden, ifølge Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Kina): 10.649.600 kerner, 93.014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Kina): 3.120.000 kerner, 33.962 TFlops / s
3. Piz Daint (Schweiz): 361.760 kerner, 19.590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japan): 19.860.000 kerner, 19.136 TFlops / s
5. Titan (United States): 560.640 kerner, 17.590 TFlops / s
6. Sequoia (USA): 1.572.864 kerner, 17.173 TFlops / s
7. Trinity (USA): 979.968 kerner, 14.137 TFlops / s
8. Cori (USA): 622.336 kerner, 14.015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japan): 556.104 kerner, 13.555 TFlops / s
10. K Computer - Sparc64 (Japan): 705.024 kerner, 10.510 TFlops / s

Det er et stort spillerum med avancerede laboratorier og offentlige faciliteter over hele verden. Lederne tjener ikke kun computereksperters overholdelse på verdensplan, men også kappløbet er politisk ladet. Og med supercomputerkostnader, der løber til tusinder af dollars i timen, tjener disse virksomheder sandsynligvis også mange penge.

Hvad bruges supercomputere til?

Hvorfor skulle nogen have brug for et computersystem, der kan behandle quadrillions flydende punktoperationer per sekund?

Virkeligheden er, at på tværs af mange forskellige industrier er der behov, der kræver massiv beregningskraft. Her er blot nogle få supercomputer anvendelser i industrien, regeringerne og militæret.

En rapport skrevet af International Data Corporation i 2014 dyster i snesevis af virkelige scenarier, hvor supercomputere blev brugt. Vi tog følgende eksempler fra den undersøgelse.

Industri

• General Electric, en stor aktør inden for luftfartsindustrien, samarbejdede med computereksperter på Oak Ridge National Laboratory for at producere avancerede jetmotor simuleringer . Simulationerne hjalp GE med at identificere et motorfænomen, der hjalp virksomheden med at forbedre den samlede brændstofeffektivitet.
• Forskere fra Lawrence Livermore National Labs brugte supercomputerne der til at udvikle en ny teknik til underopsamling af data . Dette gjorde det muligt for den amerikanske olie- og gasindustri lettere at identificere oliereserver i Den Mexicanske Golf og reducere Amerikas afhængighed af udenlandsk olie.
• Boeing ingeniører brugte supercomputere til at skabe flysimuleringer, der førte til bedre aerodynamiske design, så de kunne producere mere brændstofeffektive og sikrere fly.

Regering

• Centrene for sygdomskontrol og Cornell University samarbejdede for at skabe en meget detaljeret model af hepatitis C-viruset. Ved hjælp af en supercomputer ved Cornell University kunne forskere udvikle nye terapier, som til sidst hjalp det medicinske samfund 8 Medicinske teknologiske gennembrud, som du måske behøver en dag 8 Medicinske teknologiske gennembrud, som du måske behøver én dag Tro det eller ej, hastigheden af ​​teknologiske fremskridt er stadig stigende - og der sker mange gennembrud på det medicinske område. Tjek disse fantastiske nye ting! Læs mere for at reducere eller helbrede leversygdom hos patienter.
• Det amerikanske forsvarsministerium brugte en supercomputer til at udvikle nye vejrmodeller, der ville hjælpe meteorologer forudsige potentielt farlige orkaner og cykloner. De mere avancerede computer modeller af disse storme gav mulighed for at forudsige farerne op til fem dage før virkningen.

Militær

• US Army bruger supercomputere ved Army Research Laboratory til at drive avancerede simuleringer, der hjælper forskere med at gennemføre "destruktiv levende eksperimenter og prototype demonstrationer." Disse ville ellers være cost-prohibitive til at udføre med ægte udstyr.
• En af de mest usædvanlige supercomputere, der blev brugt af det amerikanske militær, blev kaldt "Condor Cluster", der blev oprettet af US Air Force i 2010. Ingeniører der sluttede 1.760 Sony PlayStation 3-konsoller sammen for at skabe supercomputerkernen. Det var i stand til 500 TFlops og bruges til opgaver som mønstergenkendelse, behandling af satellitbilleder og gennemførelse af kunstig intelligensforskning .

Som du kan se, er der mange krav fra alle brancher, offentlige myndigheder og militæret for avanceret databehandlingskraft.

Er Quantum Computers Next?

Enhver fremgang i supercomputerhastigheden er et direkte resultat af et større antal transistorer pakket i mikroprocessorer i mindre og mindre skala. Da disse mikrokredsløb fortsætter med at krympe i retning af atomskala, forudsiger mange futurister, at den næste fase i supercomputere vil være inden for kvantemoduler.

Hvad er en Quantum Computer?

Quantum computing er en unik udnyttelse af computerteknologi. I stedet for den traditionelle transistorbaserede mikroprocessor håber forskere at udnytte manipulation af tilstanden af ​​subatomære partikler.

Subatomære partikler holder sig til meget underlige fysiske love - hvoraf meget forskere kun har opdaget i den seneste tid. Ved at eksperimentere med forskellige teknikker til at kontrollere de subatomære tilstande af disse partikler, håber forskere at erstatte 1s og 0s af en klassisk transistor med en tilsvarende 1 eller 0 tilstand af disse kvantepartikler.

Et andet ord for disse tostatspartikler er kvantebits (eller "qubits").

Det mind-bøjende aspekt ved kvantemetode er det faktum, at de mange tilgængelige tilstande af disse partikler kan tillade, at disse computere gemmer mere end blot en 1 eller 0.

Er der nogen Quantum Supercomputers?

Grunden til, at du ikke har hørt om en overlegen quantum supercomputer, der gør Top500-listen endnu, er, at der endnu ikke findes en faktisk stabil quantum supercomputer.

IBM tilbyder online adgang til et 20 qubit-system, som forskere kan bruge. Forskere bruger typisk kvantecomputere til specifikke beregninger og analyser, som de er velegnede til, som kemiske simuleringer.

Skabedannelserne til kvantecomputere bruger termer, der ikke for længe siden var mest teoretiske. Men nu beskriver forskerne, der bygger disse systemer, meget reelle interaktioner mellem "qubits" som "entanglement." De beskriver specifikke qubits-tilstand som "sammenhæng". Så det er næsten umuligt at sammenligne disse systemer med traditionelle computere.

Store systemer, der måske har noget håb om at konkurrere med dagens traditionelle supercomputere, er stadig for ustabile. For eksempel meddelte IBM i november 2017, at den havde opbygget en kvadratdator på 50 kbps. Det kunne dog kun holde sin kvante "microstate" i 90 microseconds.

Kvantecomputere har et stort løfte om fremtiden, men lige nu tilbyder de lidt konkurrence om traditionelle siliconebaserede supercomputere.

Hvad tror du, at fremtiden holder?

Hvor tror du fremtiden for supercomputer teknologi er på vej? Tror du, at kvantecomputere er tættere på horisonten end folk indser? Hvilket land tror du vil toppen af ​​listen i 2018 og derover?