I denne interessante artikel vil du lære et emne af stor interesse: supercomputer. Du vil kende dens historie og især hvilken der er den mest magtfulde og dens bidrag til menneskehedens fremskridt. Bliv spændt på at læse!
supercomputer
Civilisationens tilpasningsevne til de store forandringer, som teknologien tilbyder, især den, der er relateret til information, har transformeret perspektivet med at opfatte verden som et sted, der bliver mindre for hver dag, som opfatter ændringer på en reel og mærkbar måde for sanserne. .
Opfindelsen af stadig mere effektive og kraftfulde computere er i den almindelige borgers offentlige domæne. Vi vil begynde med at give en definition af denne fantastiske opfindelse af mennesket.
At etablere en definition af Supercomputer er ikke en let opgave. Men for at bruge et simpelt og rationelt koncept kan det siges: En supercomputer er en enhed, der i sin introduktion kan betragtes som maksimum af sin procedure- og beregningskapacitet, med meget højere kapacitet, hvis vi sammenligner den med en computer. almindeligt brugt computer.
En Supercomputer kan også forstås som en meget kraftfuld og hurtig type computer, designet til at behandle store mængder information på meget kort tid og udelukkende i behandlingen af en specifik opgave.
I denne forstand mener nogle programmører, at en korrekt definition ville være at betragte en supercomputer som en mere kraftfuld og hurtigere computer, der eksisterer på et givet tidspunkt. De er store i størrelse, kan behandle enorme mængder information på et øjeblik, målrette mod et specifikt område og har en enorm lagerkapacitet. Lad os tale om baggrunden for denne enhed.
historie
I år 1960 introducerede Control Data Corporation (CDC)-virksomheden, Mr. Seymour Cray, den første supercomputer, som førte til en effektiv metodologi, sammensat af computerteknikker, såsom lagring, behandling og repræsentation af store mængder data. en meget kort tidsramme. Her er en kort biografi om skaberen af den første supercomputer.
Seymour Gray blev født i Chippewa Falls. Wisconsin USA, den 28. september 1925 og døde den 6. oktober 1996 i en tragisk bilulykke i Colorado, USA. Han studerede Elektronikteknik i Minnesota. Seymour Gray betragtes som faderen til supercomputere; hans største besættelse var skabelsen og udviklingen af denne enhed.
I 1957 byggede virksomheden Control Data Corporation (CDC) CDC 1604 supercomputeren, som var den første computer til at bruge transistorer i stedet for vakuumrør, en nyskabelse for tiden.
Over tid og på grund af succesen opnået med supercomputeres ydeevne, blev Seymour Craig motiveret til at blive uafhængig og oprette sit eget firma i 1970, kaldet Cray's Research. Formålet eller firmanavnet for denne virksomhed var udelukkende at dedikere sig til design og konstruktion af supercomputere og forudgående ordre fra kunden.
CRAY-1 (1976), var en model, der blev installeret på Los Alamos National Laboratory, den inkorporerede en vektorprocessor sammen med en skalarprocessor, der på det tidspunkt blev betragtet som den hurtigste i verden, som havde en kapacitet på 1 mio. 64-bit ord og en cyklustid på 12,5 nanosekunder. Dens værdi var opført til 10 millioner dollars.
Dette selskab var førende i fem år i træk på supercomputermarkedet og leverede nye designs, der kunne tilpasses brugernes krav.
Denne enhed kaldet CRAY-2 (1985), havde en hastighed på omkring 6 til 12 gange højere end sin forgænger, havde omkring 250 millioner ord og 240.000 chips, som en vigtig egenskab. Indeni var den nedsænket af en kølende væske. I midten af 1986 var der omkring 130 systemer af denne type rundt om i verden, hvoraf 90 blev bygget af mærket Cray.
På nuværende tidspunkt er supercomputermarkedet domineret af meget solide virksomheder som Industries Bussines Machines (IBM) og Hewlett Packard (HP), der har fungeret som absorberende virksomheder for andre mindre virksomheder, hvis hovedformål har været at få erfaring med en sådan dynamisk computerindustri.
Karakteristika for supercomputeren
En af de mest relevante egenskaber ved supercomputeren består af antallet af processorer og dens store hukommelse, som tillader en bred vifte af effektiv lagring af operativsystemet og filer. Dens beregningskapacitet er meget højere sammenlignet med almindelige computere.
Det vigtigste præstationskriterium er udtænkt i den beregningskapacitet, der måles i FLOPS (Floating Points Operation per Second), hvilket forstås som en aritmetisk operation svarende til et flop i sekundet. (Det er vigtigt at understrege, at det sidste s ikke refererer til flertal, men til det andet s). Peta FLOPS er en enhed svarende til 1000 milliarder operationer pr. sekund; det er illustrativt at påpege, at IBM Summit når en effekt på 200 PetaFLOPS.
På denne måde giver supercomputeren mulighed for, at flere brugere kan forbinde på samme tid og fra fjernstationer til datacentret, men det har en ulempe med hensyn til kvaliteten af brugerne, da disse er specialister i specifikke undersøgelser eller forespørgsler.
Kunder vælger denne type teknologi, det vil sige ud fra de problemer, der skal løses, vælger de udstyret gennem kataloger, der promoveres af de virksomheder, der distribuerer disse teknologier.
En anden egenskab er relateret til omfanget, da dens penetration er meget lav eller praktisk talt ingen i det almindelige samfund, men den store indvirkning, som denne teknologi har på forskningscentre, universiteter, finansielle centre er ubestridelig. NGO'er og regeringskontorer til brug og behandling af store databaser eller operationer med enorme mængder af beregninger.
På denne måde er supercomputeren blevet et uundværligt værktøj i videnskabelig forskning og industri i forskellige sektorer af det nutidige samfund.
Operativsystemer på supercomputeren
Supercomputere er komplicerede maskiner, designet til specifikke formål og kræver et komplekst styresystem, tilpasset og optimeret til det formål.
På den anden side skal det bemærkes, at de første supercomputere ikke havde et indbygget operativsystem, denne betingelse tvang datacentre eller enhver anden offentlig eller privat institution, der krævede dets brug, til at påtage sig forpligtelsen til at udvikle et operativsystem ( SO ) specifikt funktionelt udstyr; Til illustration brugte CDC 6600 (som betragtes som den første supercomputer i historien) et OS, kendt som Chippewa eller Grays styresystem, kendetegnet ved at være meget enkelt, men med et højt kald til at kunne styre computersystemets forskellige opgaver , hvilket resulterede i, at de forskellige aktiviteter altid havde, hvad de krævede for at udføre deres formål.
Kronos styresystem
Det blev designet og implementeret i løbet af 70'erne, og dets vigtigste kendetegn er, at mængden af opgaver kunne tilgås på samme tid, en vigtig forudsætning for markant at optimere udviklingen af det definerede arbejde.
CDC SCOPE-operativsystemet
(På engelsk, Tilsynskontrol af programudførelse) blev brugt i løbet af 60'erne, dens vigtigste egenskab er, at den gør det muligt at kontrollere alle systemopgaver.
amerikansk styresystem
(Netværksoperativsystem) var et modigt program, siden dets vedtagelse erstattede de to foregående i 70'erne. Dets hovedformål var at gøre NOS til et fælles operativsystem i alle CDC (Control Data Corporation) innovationer.
Us /Ve(Netværksoperativsystem/ Virtuelt miljø)
Den erstattede NOS, i 80'erne, dens vigtigste karakteristika bestod i tilvejebringelsen af en virtuel hukommelse, en tilstand, der tillod genkendelse og accept af datidens computerverden.
Moderne styresystemer på supercomputeren
De moderne operativsystemer, som en supercomputer bruger, er som følger:
Unix
I lang tid har disse giganter brugt Unix-baserede operativsystemer. De er lukkede kode operativsystemer, som kræver licenser, der tillader brugen af deres brug, og deres tilpasning til udstyret er alt for dyrt.
Linux
Det er et gratis styresystem, open source og med en høj vifte af tilpasningsmuligheder i forhold til tilpasningsvarianten; Sidstnævnte er den mest brugte, på trods af at den ikke har en grafisk grænseflade, er dens brug fjerntilstand via sikre forbindelser og terminaler.
Typer af supercomputere og deres operativsystemer
Nedenfor finder du nogle af supercomputerne og de styresystemer, de bruger.
Sierra
Det er en meget kraftfuld supercomputer, og dens operativsystem er Red Hat Enterprise Linux (RHEL).
Sunway TaihuLight
Det er en kinesisk fremstillet supercomputer og kører på sit eget styresystem kaldet Sunway RaiseOS 2:0:5.
Thianhe-2A
Det er placeret i Kina, dets operativsystem er Kylin Linux.
pizz daint
Det er placeret i Schweiz og dets operativsystem er Cray Linus Environment, også kendt som UNICOS, som består af et Unix-emulator-operativsystem.
Trinity
Det er en kraftfuld supercomputer, fysisk placeret i USA og bruger det samme operativsystem beskrevet ovenfor.
titan
Det er en kraftfuld supercomputer placeret i USA og bruger Cray som sit operativsystem.
Al Bridging Cloud Infrastructure
Det er en meget kraftfuld computer, placeret i Japan og bruger et Linux-baseret operativsystem.
Sequoia
Beliggende i USA og ligesom den forrige, fungerer den også med Linux-operativsystemet.
Summit
Det kører et operativsystem kaldet Red Hat Enterprise Linux (RHEL) uden særlige modifikationer, men det har en række avancerede compilere og matematiske biblioteker, der giver det bedre ydeevne og samtidig opnå optimal effektivitet.
Kølesystem
Supercomputerens kølesystemer kræver en speciel temperaturkontrol, hvis formål er at sprede den varme, der produceres af flere komponenter, der udgør strukturen af denne computer, såvel som det er hensigtsmæssigt at overveje de høje omkostninger, ikke kun med hensyn til dens pris men henviser, men til de alt for store udgifter til opretholdelse af forebyggende og korrigerende orden, samt uddannelsesaktiviteterne for det personale, der er ansvarligt for driften af disse gigantiske computermaskiner.
Du skal vide, at disse systemer genererer en stor mængde varme på grund af det sæt af komponenter, som de interne kredsløb, der udgør det, har; Dette er en situation, som hardwaredesignere tager højde for, og adskillige mekanismer er udtænkt til at regulere den producerede varme, som kan påvirke systemets ydeevne, hvilket alvorligt påvirker den centrale behandlingsenhed (CPU) eller nogle af dens nærliggende periferiudstyr.
Den avancerede supercomputer har en speciel temperaturkontrolmekanisme, hvoraf den ene er kølesystemet installeret af firmaet Johnson Controls, der drives af University of Stuttgart (Tyskland).
Til at huse disse kølesystemer blev der designet en speciel bygning med lavt energiforbrug, høj redundans og stor driftsevne, med det formål at minimere minimumsproduktionen af kuldioxid (CO2), og dermed respektere de relative globale regler til globale klimaændringer. Fire køletårne og en meget fleksibel type styring med meget korte reaktionstider blev installeret, hvilket opnåede imponerende resultater med høj effektivitet med ekstraordinære energibesparelser.
nedsænkningskøling
Nedsænkningskøling er en teknik, der involverer nedsænkning af servere i en væske, der giver et kølemedium, der er bedre end aircondition-ventilation. Denne teknologi blev introduceret i nr. 1-modellen af Green 500-serien, med de mest effektive datacentre i verden.
Derudover viste 3M-industrien og en dataudvikler i Hong Kong et anlæg med denne type teknologi, der opnåede en betydelig reduktion af pladsen samt en reduktion i omkostningerne.
Nedenfor forklarer vi, hvordan virksomheder implementerer kølesystemer.
IBM sag
Størrelsen af supercomputere producerer stor kraft i deres ydeevne, men relateret til denne fordel er der en stor produktion af varme, hvilket medfører store omkostninger i elektrisk forbrug. For at modvirke denne svaghed er en strategi vedtaget af de store virksomheder i sektoren blevet implementeret, de har designet aircondition-køleanlæg og designet af lavtemperaturrum.
IBM har udviklet en teknologi baseret på køleudstyr gennem brug af vand, der bringes ind gennem mikrokanaler, inspireret af paralleliteten i blodcirkulationen i den menneskelige krop. Med leveringen af denne teknik afkøles SuperMUC, en af de største supercomputere i Europa, beliggende i Leibniz, som har produceret energibesparelser på 40 %.
Lenovo har på sin side udtænkt et kølesystem, hvis formål er at reducere energiforbruget af dets udstyr, kaldet Neptune, og dets styrke ligger i brugen af varmt vand, baseret på følgende procedure:
”I traditionelle kølesystemer er vi nødt til at køle vandet til lave temperaturer for at kunne køle udstyret ordentligt. Vi kan sætte vand op til 50 grader, så omkostningerne til køling er meget lavere.
Ud over ovenstående anvender de på en komplementær måde et system til overvågning og regulering af energiforbruget i realtid.
Hovedanvendelser af supercomputeren
Udseendet af denne teknologi i det moderne menneskes liv har opnået stor motivation i uddannelsen af fagfolk, forskere og teknologer inden for computing, især viden relateret til disse giganter i computerverdenen. Inkorporering af forsknings-, innovations- og erhvervsudviklingscentre, støtte til styrkelse af industriparker, databehandlingscentre i den private og offentlige sektor bliver mere almindeligt for hver dag.
Programmering opfattes som et nyttigt felt på grund af dets tilstedeværelse i forskellige områder af menneskelig udvikling, med oprindelse i behandlingen af komplekse problemer, der kræver stor computerkapacitet og udvikling af applikationer, der reagerer på bekymringer i realtid. Inden for denne række af applikationer har vi:
- Udvikling af prædiktive og simuleringsmodeller, såsom migrationsbevægelser af menneskelige masser på planeten, forudsigelige klimamodeller med lav prognosefejl, klimaændringer og deres indvirkning på sociosystemet og økosystemet.
- Det fungerer som et tyngdepunkt for industriel udvikling rettet mod design og automatisering af ingeniørprojekter, især inden for design af kunstig intelligens applikationer i sektoren Er du interesseret i at lære om kunstig intelligens? Jeg foreslår, at du læser videre Funktioner af kunstig intelligens
- Billedbehandling, styrkelse af ledelses- og geografiske informationssystemer, forbedring af robotteknologi.
- I medicinsk forskning dækker supercomputeren forskellige områder såsom design af kunstige hjerter, computertomografi, estimering af hjerneskade og karakterisering af den biokemiske struktur af Covid-19-virussen til bestemmelse af mulige lægemidler, der kan have en sammenhæng med toksiciteten af virussen, vira i denne henseende Mare Nostrum en supercomputer placeret i Spanien udfører denne type forskning i realtid. Det dedikerer sig også til at udføre bioteknologiske og genteknologiske undersøgelser.
Supercomputere Hvilke er de mest kraftfulde?
Under de nuværende omstændigheder, som den moderne verden overlever, bliver vi nogle gange overrasket over utrolige paradokser såsom nanologiske processer, hvor miniaturisering markerer klassen for harmonisk videnskabelig og teknologisk udvikling med hensyn til pragmatisk optik. Supercomputere går i den modsatte retning, fra teknologiske giganter med ekstraordinær robusthed i søgen efter løsninger til de store problemer, der myldrer i vores miljø og sammenfald med den pragmatiske vision, der opstår som et tilfredsstillende svar på afbødningen eller forsvinden af de stillede problemer.
Top500 er et projekt designet til at fremhæve de 500 mest kraftfulde supercomputere i verden i dag. Det er vigtigt at bemærke, at denne liste er lavet af en gruppe guruer i computerområdet. De fem mest kraftfulde supercomputere i 2020 vil blive brugt i dette indlæg.
Summit
Han anses for verdens mest kraftfulde supercomputer. Designet af IBM til Oak Ridge National Laboratory i Tennessee, der tilhører det amerikanske energiministerium. Den fylder hvad der svarer til to basketballbaner og når imponerende 148,6 petaflops takket være dens 2,41 millioner kerner.
Sierra
Designet af IBM, er den ansvarlig for at skabe den næstmest kraftfulde supercomputer på listen, placeret ved Lawrence Livermore National Laboratory i Californien. Baseret på en hardware Svarende til Summit. Sierra når 94,6 petaflops.
Sunway TaihuLight
Med denne supercomputer, TaihuLight, bygget af National Parallel Computing Engineering and Technology Research Center og installeret på National Supercomputing Center i Wuxi.(Kina). I modsætning til andre maskiner af dens kaliber mangler den acceleratorchips, så dens 93 petaflops er afhængige af sine mere end 10 millioner kinesiske Sunway-processorer.
Tianhe-2A
Supercomputer også kaldet Milky Way 2A, er placeret i National Supercomputing Center (Guangzhou, Kina) er udviklet af National University of Defense Technology og udstyret med Intel Xeon-processorer for at nå 61,4 petaflops. Ifølge dets operatører er målet at etablere den beregningsmæssige rækkefølge af forsvarsproblemer af statslig karakter.
Frontera
Denne supermaskine er udviklet af Dell og udstyret af Intel. Den er blevet betragtet som den hurtigste supercomputer i verden placeret ved Texas Advanced Computing Center, University of Texas (USA). Samarbejd med tre dusin videnskabelige hold om forskning relateret til fysik af sorte huller, kvantemekanik, lægemiddeldesign eller klimamodeller. Dens 23,5 petaflops vil være tilgængelige for det videnskabelige samfund, som vil drage fordel af dets computerkraft, især inden for områderne astrofysik, materialevidenskab, energi, genomik og modellering af naturkatastrofer.
MareNostrum5: En ekstraordinær supercomputer
Navn Marenostrum, har sin oprindelse fra den betegnelse, som de gamle romere lavede af Middelhavet. Barcelona Supercomputing Center (National Supercomputing Center) giver dette navn til den mest emblematiske supercomputer, som i sine forskellige versioner er blevet den mest kraftfulde maskine i Spanien og i slutningen af sin seneste version, MareNoustrum5, er projekteret som en af de store computere af Den Europæiske Union.
Lad os lære mere om denne computergigant. Dens kapacitet forventes at nå en effekt på 200 petaflops, hvilket overgår omkring 17 gange den nuværende version af 13,7 petaflops og 10.000 gange større (MareNostrum 4). Udtrykket pre-excalated bruges til at betegne supercomputere, der er i stand til at overskride 150 petaflops-barrieren.
Det er vigtigt at fremhæve den investering, som Spanien, et medlemsland af Den Europæiske Union, har foretaget, som afsætter offentlige ressourcer til supercomputing. Regeringsadministrationer, uanset deres ideologiske skævhed, har lagt stor interesse for undfangelse. udvikling og anvendelse af disse teknikker til løsning af store nationale og udenlandske problemer.
MareNostrum-supercomputeren i alle dens versioner er blevet hjørnestenen i videnskabelig og teknologisk forskning i EU, hvilket er en stor støtte til supercomputing, ikke kun på formidlingsniveau, men også til støtte for økonomiske ressourcer.
Så jo flere værktøjer Barcelona Supercomputing Center tilbyder, jo flere arbejdsgrupper dedikeret til forskning dannes der omkring det, med den primære hensigt at fremme dets avancerede teknologi i jagten på interesser og løse problemer, der påvirker moderne samfund.
MareNostrum er ikke kun en stor supercomputer, men repræsenterer også en attraktionspol, designet til tilgængeligheden af brug for det videnskabelige samfund på globalt plan.
Hvad MareNostrum gør er ekstremt bredt, det udgør et udviklingsprogram i design af forskellige prototyper, der har skabt en generation af supercomputere i hver version et mere kraftfuldt og alsidigt værktøj, ikke kun i dets hardware og software, men også i dets projektion mod samfundet .
Indtil nu er der udviklet fem versioner af MareNostrum-supercomputeren.
MareNostrum 1: Den blev udtænkt takket være synergien mellem den spanske regering og IBM-virksomheden gennem en aftale om at bygge en af de hurtigste supercomputere i Europa i 2004. Dens beregningskapacitet var 42.35 Teraflops (42.35 billioner operationer pr. sekund).
MareNostrum 2: I november 2006 steg dens beregningskapacitet, motiveret af den store efterspørgsel efter videnskabelige projekter. Denne kapacitet var 94.21 Teraflops, det dobbelte af sin forgænger, og for at opnå denne ydeevne blev antallet af processorer øget fra 4.812 til 10.240.
MareNostrum 3: Gennem en opdatering blev ydeevnetoppen på 1.1 nået. petaflops i 2012-2013, takket være tilføjelsen af 48,896 Intel Sandy Bridge-computere på tværs af 3,056 noder, inklusive 84 Xeon Phi 5110P på tværs af 42 noder, med over 115 TB hovedhukommelse og 2 PB GPFS disklager.
MareNostrum 4: Ved udgangen af 2017 begyndte denne gigant at operere, nåede sin højeste ydeevne på 13.7 Petaflops, dens beregningskapacitet var fordelt i to helt forskellige blokke, der stammer fra blokteknologier.
Det generelle formål med disse blokke indeholdt 46 bakker med 3.456 noder, hver node havde to Intel Xeon Platinum-chips, hver på sin side med 24 processorer, der akkumulerer i alt 165,888 processorer og en hovedhukommelse på 390 Terabyte. Dens spidseffekt nåede 11.15 Petaflops, i er med andre ord i stand til at behandle mere end elleve milliarder operationer i sekundet, ti gange mere end sin forgænger.
Den mest kraftfulde supercomputer: MareNostrum5
I midten af 2019 valgte EuroHPC-virksomheden Barcelona Supercomputing Center som den enhed, der ville være vært for supercomputeren med den højeste præ-ekskalationskapacitet på det europæiske kontinent. S forventer, at den træder i kraft den 31. december 2020 og vil være den vigtigste supercomputer til opmærksomhed og løsning af den mangfoldighed af kontroverser, der venter i moderne samfund.
På denne måde kan vi forstå vigtigheden af supercomputere i verden, en stor opfindelse, der stadig boomer på en overvældende måde. Verdensmagter som USA, Japan og Kina stræber efter sund konkurrence til fordel for menneskeheden.
Så se den følgende video, så du kan udvide din viden om dette interessante emne.