В тази интересна статия ще научите тема от голям интерес: суперкомпютър. Ще знаете неговата история и особено коя е най-мощната и нейния принос за напредъка на човечеството. Вълнувайте се да четете!
суперкомпютър
Адаптивността на цивилизацията към големите промени, предлагани от технологиите, особено тези, свързани с информацията, трансформира перспективата за възприемане на света като място, което става все по-малко всеки ден, което възприема промените по реален и осезаем за сетивата начин.
Изобретението на все по-ефективни и мощни компютри е публично достояние на обикновения гражданин. Ще започнем, като предложим дефиниция на това фантастично изобретение на човека.
Създаването на дефиниция за суперкомпютър не е лесна задача. Въпреки това, за да се използва проста и рационална концепция, може да се каже: Суперкомпютърът е устройство, което в своето въведение може да се разглежда като максимума на неговия процедурен и изчислителен капацитет, с много по-висок капацитет, ако го сравним с компютър, компютър за обща употреба.
Суперкомпютърът може да се разбира и като много мощен и бърз тип компютър, предназначен да обработва големи количества информация за много кратко време и изключително за обработка на конкретна задача.
В този смисъл някои програмисти смятат, че правилното определение би било да се разглежда суперкомпютърът като по-мощен и по-бърз компютър, който съществува в даден момент. Те са големи по размер, могат да обработват огромни количества информация за миг, да се насочат към конкретна област и имат огромен капацитет за съхранение. Нека поговорим за фона на това устройство.
история
През 1960 г. компанията Control Data Corporation (CDC), г-н Seymour Cray, представи първия суперкомпютър, който води до ефективна методология, съставена от компютърни техники, като съхранение, обработка и представяне на големи обеми данни. много кратък период от време. Ето кратка биография на създателя на първия суперкомпютър.
Сиймор Грей е роден в Чипеуа Фолс. Уисконсин, САЩ, на 28 септември 1925 г. и загива на 6 октомври 1996 г. при трагична автомобилна катастрофа в Колорадо, САЩ. Учи електронно инженерство в Минесота. Сиймор Грей се смята за бащата на суперкомпютрите; най-голямата му мания беше създаването и развитието на това устройство.
През 1957 г. компанията Control Data Corporation (CDC) построява суперкомпютъра CDC 1604, който е първият компютър, използващ транзистори вместо вакуумни лампи, иновация за времето.
С течение на времето и благодарение на успеха, постигнат от производителността на суперкомпютрите, Сиймор Крейг е мотивиран да стане независим и да създаде своя собствена компания през 1970 г., наречена Cray's Research. Целта или търговското наименование на тази компания беше да се посвети изключително на проектиране и изграждане на суперкомпютри и предварителна поръчка от клиента.
CRAY-1 (1976) беше модел, който беше инсталиран в Националната лаборатория в Лос Аламос, включваше векторен процесор заедно със скаларен процесор, считан по това време за най-бързия в света, който имаше капацитет от 1 милион 64-битови думи и време на цикъл от 12,5 наносекунди. Стойността му беше посочена на 10 милиона долара.
Тази корпорация беше лидер пет години подред на пазара на суперкомпютри, предоставяйки нови дизайни, адаптирани към изискванията на потребителите.
Това устройство, наречено CRAY-2 (1985), имаше скорост от около 6 до 12 пъти по-висока от предшественика си, имаше около 250 милиона думи и 240.000 1986 чипа, като важна характеристика. Вътре беше потопен от охлаждаща течност. В средата на 130 г. в света има около 90 системи от този тип, от които XNUMX са построени от марката Cray.
Понастоящем пазарът на суперкомпютри е доминиран от много солидни компании като Industries Bussines Machines (IBM) и Hewlett Packard (HP), които са действали като поглъщащи компании за други по-малки корпорации, чиято основна цел е да придобият опит в такива динамична компютърна индустрия.
Характеристики на суперкомпютъра
Една от най-важните характеристики на суперкомпютъра се състои в броя на процесорите и неговата голяма памет, която позволява широк спектър от ефективно съхранение на операционната система и файлове. Неговият капацитет за изчисление е много по-висок в сравнение с обикновените компютри.
Най-важният критерий за производителност е замислен в капацитета за изчисление, който се измерва във FLOPS (операция с плаващи точки в секунда), което се разбира като аритметична операция, еквивалентна на един флоп в секунда. (Важно е да се подчертае, че крайното s не се отнася до множествено число, а до второто s). Peta FLOPS е единица, еквивалентна на 1000 милиарда операции в секунда; илюстративно е да се отбележи, че IBM Summit достига мощност от 200 PetaFLOPS.
По този начин суперкомпютърът позволява на множество потребители да се свързват едновременно и от отдалечени станции към центъра за данни, но има недостатък по отношение на качеството на потребителите, тъй като това са специалисти по специфични изследвания или запитвания.
Клиентите избират този тип технология, тоест от гледна точка на проблемите, които трябва да бъдат решени, те избират оборудването чрез каталози, популяризирани от компаниите, които разпространяват тези технологии.
Друга характеристика е свързана с обхвата, тъй като проникването й е много ниско или на практика никакво в обикновеното общество, но голямото влияние, което тази технология има върху изследователски центрове, университети, финансови центрове е неоспоримо. НПО и правителствени служби за използване и обработка на големи бази данни или операции с огромен обем изчисления.
По този начин суперкомпютърът се превърна в незаменим инструмент в научните изследвания и индустрията в различни сектори на съвременното общество.
Операционни системи на суперкомпютъра
Суперкомпютрите са сложни машини, предназначени за специфични цели и изискват сложна операционна система, персонализирана и оптимизирана за тази цел.
От друга страна, трябва да се отбележи, че първите суперкомпютри не са имали вградена операционна система, това условие е принудило центрове за данни или всяка друга публична или частна институция, която е изисквала използването й, да поемат ангажимента за разработване на операционна система ( SO ) специално функционално оборудване; Като илюстрация, CDC 6600 (считан за първия суперкомпютър в историята) използва ОС, известна като Chippewa или операционна система на Грей, характеризираща се с това, че е много проста, но с високо призвание да може да контролира различните задачи на компютърната система , което води до това, че различните дейности винаги са имали това, от което се нуждаят, за да изпълнят целта си.
Операционна система Kronos
Той е проектиран и внедрен през 70-те години и основната му характеристика е, че обемът на задачите може да бъде достъпен едновременно, важно условие за значително оптимизиране на развитието на дефинираната работа.
Операционната система CDC SCOPE
(На английски, Надзорен контрол на изпълнението на програмата) се използва през 60-те години на миналия век, като основната му характеристика е, че позволява да се контролират всички системни задачи.
Американска операционна система
(Мрежова операционна система) беше смела програма, тъй като нейното приемане замени предишните две през 70 г. Основната й цел беше да направи NOS обща операционна система във всички иновации на CDC (Control Data Corporation).
Нас /Ve(мрежова операционна система/виртуална среда)
Той замени NOS, през 80-те години, основната му характеристика се състоеше в предоставянето на виртуална памет, условие, което позволи разпознаването и приемането от компютърния свят на времето.
Съвременни операционни системи на суперкомпютъра
Съвременните операционни системи, които суперкомпютърът използва, са както следва:
Unix
От дълго време тези гиганти използват Unix-базирани операционни системи. Те са операционни системи със затворен код, които изискват лицензи, които позволяват полезността на тяхното използване и адаптирането им към оборудването е прекалено скъпо.
Linux
Това е безплатна операционна система, с отворен код и с висок диапазон на адаптивност по отношение на варианта за персонализиране; Последният е най-използваният, въпреки че няма графичен интерфейс, използването му е отдалечен режим чрез сигурни връзки и терминали.
Видове суперкомпютри и техните операционни системи
По-долу ще намерите някои от суперкомпютрите и операционните системи, които използват.
Вид испанска скумрия
Това е много мощен суперкомпютър и неговата операционна система е Red Hat Enterprise Linux (RHEL).
Sunway TaihuLight
Това е суперкомпютър, произведен в Китай и работи със собствена операционна система, наречена Sunway RaiseOS 2:0:5.
Тианхе-2А
Намира се в Китай, операционната му система е Kylin Linux.
piz daint
Той се намира в Швейцария и неговата операционна система е Cray Linus Environment, известна още като UNICOS, която е операционна система за емулатор на Unix.
Светата троица
Това е мощен суперкомпютър, физически разположен в Съединените щати и използва същата операционна система, описана по-горе.
Титан
Това е мощен суперкомпютър, разположен в Съединените щати и използва Cray като операционна система.
Al Bridging облачна инфраструктура
Това е много мощен компютър, разположен в Япония и използва базирана на Linux операционна система.
Секвоя
Намира се в Съединените щати и подобно на предишния, той също работи с операционната система Linux.
Връх
Той работи с операционна система, наречена Red Hat Enterprise Linux (RHEL), без специални модификации, но има серия от усъвършенствани компилатори и математически библиотеки, които му дават по-добра производителност, като същевременно постига оптимална ефективност.
Охладителна система
Системите за охлаждане на суперкомпютъра изискват специален контрол на температурата, чиято цел е да разсейва топлината, произведена от множество компоненти, които съставляват структурата на този компютър, както и е подходящо да се вземат предвид високите разходи, не само по отношение на неговата цена, но и по отношение на , но на прекомерните разходи за поддържане на превантивния и коригиращ ред, както и дейностите по обучението на персонала, отговарящ за експлоатацията на тези гигантски изчислителни машини.
Трябва да знаете, че тези системи генерират голямо количество топлина поради набора от компоненти, които имат вътрешните вериги, които го изграждат; Това е ситуация, която хардуерните дизайнери вземат предвид и са замислени множество механизми за регулиране на произведената топлина, която може да повлияе на производителността на системата, като сериозно засегне централния процесор (CPU) или някои от близките му периферни устройства.
Най-съвременният суперкомпютър разполага със специален механизъм за контрол на температурата, един от които е охладителната система, инсталирана от компанията Johnson Controls, управлявана от университета в Щутгарт (Германия).
За да се поберат тези охладителни системи, беше проектирана специална сграда с ниска консумация на енергия, високо резервиране и голяма оперативна способност, с цел да се сведе до минимум минималното производство на въглероден диоксид (CO2), като по този начин се спазват относителните глобални разпоредби към глобалните климатични промени. Монтирани са четири охладителни кули и изключително гъвкав тип управление с много кратко време за реакция, постигайки впечатляващи резултати от висока ефективност с изключителни икономии на енергия.
охлаждане с потапяне
Охлаждането с потапяне е техника, която включва потапяне на сървъри в течност, която осигурява охлаждаща среда, по-добра от вентилацията на климатика. Тази технология беше въведена в модел № 1 от серията Green 500, с най-ефективните центрове за данни в света.
В допълнение, индустрията на 3M и разработчикът на данни в Хонконг показаха съоръжение с този тип технология, което постига значително намаляване на пространството, както и намаляване на разходите.
По-долу обясняваме как компаниите внедряват охладителни системи.
Корпус на IBM
Размерът на суперкомпютрите произвежда голяма мощност в тяхната производителност, но свързано с това предимство, има голямо производство на топлина, което води до големи разходи при потреблението на електроенергия. За да се противодейства на тази слабост, е приложена стратегия, възприета от големите корпорации в сектора, те са проектирали климатични хладилни системи и проектирани помещения с ниска температура.
IBM разработи технология, базирана на охладително оборудване чрез използване на вода, въведена вътре чрез микроканали, вдъхновена от паралелизма на кръвообращението в човешкото тяло. С предоставянето на тази техника се охлажда SuperMUC, един от най-големите суперкомпютри в Европа, разположен в Лайбниц, който е довел до икономии на енергия от 40%.
От своя страна Lenovo разработи охладителна система, чиято цел е значително да намали консумацията на енергия на оборудването си, наречено Neptune, а силата й е в използването на гореща вода, базирана на следната процедура:
„В традиционните охладителни системи трябва да охлаждаме водата до ниски температури, за да можем правилно да охлаждаме оборудването. Можем да сложим вода до 50 градуса, така че цената на охлаждането е много по-ниска.
В допълнение към горепосоченото, в допълнение, те прилагат система за наблюдение и регулиране на потреблението на енергия в реално време.
Основни приложения на суперкомпютъра
Появата на тази технология в живота на съвременния човек постигна голяма мотивация в обучението на професионалисти, изследователи и технолози в областта на изчислителната техника, особено знанията, свързани с тези гиганти на компютърния свят. Вграждането на центрове за изследвания, иновации и бизнес развитие, подкрепа за укрепване на индустриални паркове, центрове за обработка на данни в частния и публичния сектор стават все по-често срещани всеки ден.
Програмирането се възприема като полезна област поради присъствието си в различни области на човешкото развитие, произхождащо от третирането на сложни проблеми, които изискват голям изчислителен капацитет и разработването на приложения, които отговарят на проблеми в реално време. В рамките на този диапазон от приложения имаме:
- Разработване на прогнозни и симулационни модели, като миграционни движения на човешки маси по планетата, прогнозни климатични модели с ниска грешка в прогнозата, изменението на климата и неговото въздействие върху социосистемата и екосистемата.
- Той работи като център на тежестта за индустриално развитие, насочено към проектиране и автоматизация на инженерни проекти, особено при проектирането на приложения за изкуствен интелект в сектора.Интересувате ли се да научите за изкуствения интелект? Предлагам ви да прочетете нататък Характеристики на изкуствения интелект
- Обработка на изображения, укрепване на управленските и географски информационни системи, подобряване на роботиката.
- В медицинските изследвания суперкомпютърът обхваща различни области като проектиране на изкуствени сърца, компютърна томография, оценка на увреждане на мозъка и характеризиране на биохимичната структура на вируса Covid-19 за определяне на възможни лекарства, които могат да имат връзка с токсичността на вируса, вирусите, в това отношение Mare Nostrum суперкомпютър, разположен в Испания, извършва този вид изследвания в реално време. Освен това се посвещава на провеждането на изследвания в областта на биотехнологиите и генното инженерство.
Суперкомпютри Кои са най-мощните?
При сегашните обстоятелства, в които съвременният свят оцелява, понякога сме изненадани от невероятни парадокси като нанологични процеси, където миниатюризацията бележи класа на хармонично научно и технологично развитие по отношение на прагматичната оптика. Суперкомпютрите вървят в обратна посока, от технологични гиганти с изключителна стабилност в търсенето на решения към големите проблеми, които се роят в нашата среда и съвпадащи с тази прагматична визия, която се появява като задоволителен отговор за смекчаване или изчезване на поставените проблеми.
Top500 е проект, предназначен да подчертае 500-те най-мощни суперкомпютри в света днес.Важно е да се отбележи, че този списък е направен от група гурута в компютърната област. Петте най-мощни суперкомпютри за 2020 г. ще бъдат използвани в тази публикация.
Връх
Той се счита за най-мощният суперкомпютър в света. Проектиран от IBM за националната лаборатория Oak Ridge в Тенеси, принадлежаща на Министерството на енергетиката на САЩ. Той заема еквивалента на две баскетболни игрища и достига впечатляващите 148,6 петафлопса, благодарение на своите 2,41 милиона ядра.
Вид испанска скумрия
Проектиран от IBM, той е отговорен за създаването на втория най-мощен суперкомпютър в списъка, разположен в Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор в Калифорния. Въз основа на а железария Подобно на Summit. Сиера достига 94,6 петафлопса.
Sunway TaihuLight
С този суперкомпютър, TaihuLight, създаден от Националния център за паралелни изчислителни технологии и инженерни изследвания и инсталиран в Националния суперкомпютърен център в Уси (Китай). За разлика от други машини от неговия калибър, на него липсват ускорителни чипове, така че неговите 93 петафлопа разчитат на своите повече от 10 милиона китайски процесора Sunway.
Тянхе-2А
Суперкомпютърът, наречен още Milky Way 2A, намира се в Националния суперкомпютърен център (Гуанджоу, Китай), е разработен от Националния университет по отбранителни технологии и оборудван с процесори Intel Xeon за достигане на 61,4 петафлопса. Според неговите оператори целта е да се установи изчислителния ред на отбранителните проблеми от правителствен характер.
Фронтера
Тази супер машина е разработена от Dell и оборудвана от Intel. Смятан е за най-бързия суперкомпютър в света, разположен в Тексаския усъвършенстван изчислителен център, Тексаския университет (САЩ). Сътрудничете с три дузини научни екипа за изследвания, свързани с физиката на черните дупки, квантовата механика, дизайна на лекарства или климатичните модели. Неговите 23,5 петафлопса ще бъдат достъпни за научната общност, която ще се възползва от нейната изчислителна мощност, особено в областите на астрофизика, материалознание, енергетика, геномика и моделиране на природни бедствия.
MareNostrum5: Изключителен суперкомпютър
Името MareNostrum, води началото си от деноминацията, която древните римляни са правили от Средиземно море. Суперкомпютърният център в Барселона (Националният суперкомпютърен център) дава това име на най-емблематичния суперкомпютър, който в различните си версии се превърна в най-мощната машина в Испания и в края на последната си версия, MareNoustrum5, се предвижда като един от големите компютри на Европейския съюз.
Нека научим повече за този компютърен гигант. Предвижда се капацитетът му да достигне мощност от 200 петафлопса, надминавайки около 17 пъти текущата версия от 13,7 петафлопса и 10.000 4 пъти по-голяма (MareNostrum 150). Терминът pre-excalada се използва за обозначаване на суперкомпютри, способни да надхвърлят бариерата от XNUMX петафлопса.
Важно е да се подчертае инвестицията, направена от Испания, страна членка на Европейския съюз, която отделя публични ресурси за суперкомпютрите. Държавните администрации, независимо от техните идеологически пристрастия, проявяват голям интерес към концепцията. разработване и прилагане на тези техники за решаване на големи национални и чужди проблеми.
Суперкомпютърът MareNostrum във всичките му версии се превърна в крайъгълен камък на научните и технологични изследвания в Европейския съюз, като това е голяма подкрепа за суперкомпютрите, не само на ниво разпространение, но и в подкрепа на финансови ресурси.
И така, колкото повече инструменти предлага суперкомпютърният център в Барселона, толкова повече работни групи, посветени на изследванията, се формират около него, с основното намерение да популяризират неговата най-съвременна технология в преследване на интереси и решаване на проблеми, които засягат съвременните общества.
MareNostrum е не само страхотен суперкомпютър, но също така представлява полюс на привличане, замислен за достъпност за използване за научната общност на глобално ниво.
Това, което MareNostrum прави, е изключително широко, то представлява програма за разработка при проектирането на различни прототипи, които създадоха поколение суперкомпютри във всяка версия, по-мощен и гъвкав инструмент, не само в хардуера и софтуера, но и в проекцията си към обществото .
До момента са разработени пет версии на суперкомпютъра MareNostrum.
MareNostrum 1: Той е замислен благодарение на синергията между испанското правителство и компанията IBM чрез споразумение за изграждане на един от най-бързите суперкомпютри в Европа през 2004 г. Неговият изчислителен капацитет е 42.35 терафлопса (42.35 трилиона операции в секунда).
MareNostrum 2: През ноември 2006 г. неговият изчислителен капацитет се увеличи, мотивиран от голямото търсене на научни проекти. Този капацитет е 94.21 терафлопса, двойно повече от предшественика си, и за да се постигне тази производителност, броят на процесорите беше увеличен от 4.812 на 10.240.
MareNostrum 3: Чрез актуализация беше достигнат пикът на производителността от 1.1. петафлопс през 2012-2013 г., благодарение на добавянето на 48,896 3,056 процеса на Intel Sandy Bridge на 84 5110 възела, включително 42 Xeon Phi 115P на 2 възела, с повече от XNUMX TB основна памет и XNUMX PB GPFS дисково съхранение.
MareNostrum 4: До края на 2017 г. този гигант започна да работи, достигна пиковата си производителност от 13.7 петафлопса, капацитетът му за изчисление беше разпределен в два напълно различни блока, произхождащи от блокови технологии.
Общото предназначение на тези блокове съдържаше 46 тави с 3.456 възела, всеки възел имаше два чипа Intel Xeon Platinum, всеки на свой ред с 24 процесора, акумулиращи общо 165,888 390 процесора и основна памет от 11.15 терабайта. Пиковата му мощност достига XNUMX петафлопса, в с други думи, е в състояние да обработва повече от единадесет милиарда операции в секунда, десет пъти повече от своя предшественик.
Най-мощният суперкомпютър: MareNostrum5
В средата на 2019 г. компанията EuroHPC избра Суперкомпютърния център в Барселона като обект, в който ще се помещава суперкомпютъра с най-висок капацитет за преекскалация на европейския континент. S очаква да влезе в действие на 31 декември 2020 г. и ще бъде най-важният суперкомпютър за вниманието и разрешаването на разнообразието от противоречия, които чакат съвременните общества.
По този начин можем да разберем значението на суперкомпютрите в света, страхотно изобретение, което все още процъфтява по невероятен начин. Световни сили като САЩ, Япония и Китай се стремят към здравословна конкуренция в полза на човечеството.
След това гледайте следващото видео, за да можете да разширите знанията си по тази интересна тема.