Dans cet article intéressant, vous apprendrez un sujet de grand intérêt : le supercalculateur. Vous connaîtrez son histoire et surtout laquelle est la plus puissante et sa contribution au progrès de l'humanité. Soyez excité à lire!
supercalculateur
L'adaptabilité de la civilisation aux grands changements offerts par la technologie, notamment celle liée à l'information, a transformé la perspective de concevoir le monde comme un lieu qui se réduit chaque jour, qui perçoit les changements de manière réelle et perceptible pour les sens. .
L'invention d'ordinateurs de plus en plus efficaces et puissants est du domaine public du citoyen ordinaire. Nous commencerons par proposer une définition de cette fantastique invention de l'homme.
Établir une définition de Supercalculateur n'est pas une tâche facile. Cependant, pour utiliser un concept simple et rationnel, on peut dire : Un Supercalculateur est un appareil qui peut être considéré, dans son introduction, comme le maximum de sa capacité procédurale et de calcul, avec des capacités bien supérieures si on le compare à un ordinateur ordinateur d'usage courant.
Un superordinateur peut également être compris comme un type d'ordinateur très puissant et rapide, conçu pour traiter de grandes quantités d'informations en très peu de temps et exclusivement dans le traitement d'une tâche spécifique.
En ce sens, certains programmeurs considèrent qu'une définition correcte serait de considérer un Supercalculateur comme un ordinateur plus puissant et plus rapide qui existe à un moment donné. Ils sont de grande taille, peuvent traiter d'énormes quantités d'informations en un instant, cibler une zone spécifique et disposent d'une énorme capacité de stockage. Parlons de l'arrière-plan de cet appareil.
Notre Histoire
Au cours de l'année 1960, la société Control Data Corporation (CDC), M. Seymour Cray, a présenté le premier Supercalculateur, qui a conduit à une méthodologie efficace, composée de techniques informatiques, telles que le stockage, le traitement et la représentation de grands volumes de données. un laps de temps très court. Voici une brève biographie du créateur du premier Supercalculateur.
Seymour Gray est né à Chippewa Falls. Wisconsin États-Unis, le 28 septembre 1925 et décédé le 6 octobre 1996 dans un tragique accident de voiture dans le Colorado, États-Unis. Il a étudié l'ingénierie électronique dans le Minnesota. Seymour Gray est considéré comme le père des superordinateurs ; sa plus grande obsession était la création et le développement de cet appareil.
En 1957, la société Control Data Corporation (CDC) construit le supercalculateur CDC 1604, qui est le premier ordinateur à utiliser des transistors à la place des tubes à vide, une innovation pour l'époque.
Au fil du temps et en raison du succès remporté par les performances des supercalculateurs, Seymour Craig a été motivé pour devenir indépendant et créer sa propre entreprise en 1970, appelée Cray's Research. Le but ou le nom commercial de cette société était de se consacrer exclusivement à la conception et à la construction de supercalculateurs et à la commande préalable du client.
Le CRAY-1 (1976), était un modèle qui a été installé au Laboratoire National de Los Alamos, il incorporait un processeur vectoriel avec un processeur scalaire, considéré à l'époque le plus rapide au monde, qui avait une capacité de 1 Million de Des mots de 64 bits et un temps de cycle de 12,5 nanosecondes. Sa valeur était cotée à 10 millions de dollars.
Cette société a été le leader pendant cinq années consécutives sur le marché des supercalculateurs, offrant de nouvelles conceptions adaptables aux demandes des utilisateurs.
Cet appareil appelé CRAY-2 (1985), avait une vitesse d'environ 6 à 12 fois supérieure à celle de son prédécesseur, avait environ 250 millions de mots et 240.000 1986 puces, comme caractéristique importante. À l'intérieur, il était submergé par un liquide de refroidissement. A la mi-130, il existait environ 90 systèmes de ce type dans le monde, dont XNUMX construits par la marque Cray.
À l'heure actuelle, le marché des superordinateurs est dominé par des sociétés très solides telles que Industries Bussines Machines (IBM) et Hewlett Packard (HP), qui ont agi en tant que sociétés absorbantes pour d'autres sociétés plus petites, dont l'objectif principal a été d'acquérir de l'expérience dans un tel industrie informatique dynamique.
Caractéristiques du supercalculateur
L'une des caractéristiques les plus pertinentes du supercalculateur est le nombre de processeurs et sa grande mémoire, ce qui permet une large gamme de stockage efficace du système d'exploitation et des fichiers. Sa capacité de calcul est bien supérieure à celle des ordinateurs courants.
Le critère de performance le plus important est conçu dans la capacité de calcul qui est mesurée en FLOPS (Floating Points Operation per Second), qui est comprise comme une opération arithmétique équivalente à un flop par seconde. (Il est important de souligner que le s final ne fait pas référence au pluriel mais au second s). Le Peta FLOPS, est une unité équivalente à 1000 Milliards d'opérations par seconde ; il est illustratif de souligner qu'IBM Summit atteint une puissance de 200 PetaFLOPS.
De cette façon, le supercalculateur permet à plusieurs utilisateurs de se connecter en même temps et depuis des stations distantes au centre de données, cependant, il présente un inconvénient par rapport à la qualité des utilisateurs, car ce sont des spécialistes d'enquêtes ou de requêtes spécifiques.
Les clients sélectionnent ce type de technologie, c'est-à-dire que du point de vue des problèmes à résoudre, ils choisissent l'équipement via des catalogues promus par les entreprises qui distribuent ces technologies.
Une autre caractéristique est liée à la portée, puisque sa pénétration est très faible ou pratiquement nulle dans la société commune, cependant, le grand impact que cette technologie a sur les centres de recherche, les universités, les centres financiers est indéniable. ONG et services gouvernementaux pour l'utilisation et le traitement de grandes bases de données ou d'opérations avec d'énormes volumes de calculs.
Ainsi, le supercalculateur est devenu un outil incontournable de la recherche scientifique et de l'industrie dans divers secteurs de la société contemporaine.
Systèmes d'exploitation sur le supercalculateur
Les superordinateurs sont des machines compliquées, conçues à des fins spécifiques et nécessitent un système d'exploitation complexe, personnalisé et optimisé à cette fin.
D'autre part, il convient de noter que les premiers supercalculateurs n'avaient pas de système d'exploitation intégré, cette condition obligeait les centres de données ou toute autre institution publique ou privée nécessitant son utilisation, à assumer l'engagement de développer un système d'exploitation ( SO ) équipements spécifiquement fonctionnels ; A titre d'illustration, le CDC 6600 (considéré comme le premier supercalculateur de l'histoire) utilisait un système d'exploitation, connu sous le nom de système d'exploitation Chippewa ou Gray, caractérisé par être très simple mais avec une haute vocation pour pouvoir contrôler les différentes tâches du système informatique , de sorte que les différentes activités disposaient toujours de ce dont elles avaient besoin pour mener à bien leur objet.
Système d'exploitation Kronos
Il a été conçu et mis en œuvre au cours des années 70 et sa principale caractéristique est que le volume de tâches pouvait être accédé en même temps, une condition importante pour optimiser de manière significative le développement du travail défini.
Le système d'exploitation CDC SCOPE
(En anglais, Contrôle de supervision de l'exécution du programme) a été utilisé dans les années 60, sa principale caractéristique est qu'il permet de contrôler toutes les tâches du système.
Système d'exploitation américain
(Network Operating System) était un programme audacieux, puisque son adoption a remplacé les deux précédents dans les années 70. Son objectif principal était de faire de NOS un système d'exploitation commun à toutes les innovations de CDC (Control Data Corporation).
Nous/Ve(système d'exploitation réseau/environnement virtuel)
Il a remplacé le NOS, dans les années 80, sa principale caractéristique consistait en la mise à disposition d'une mémoire virtuelle, condition qui permettait la reconnaissance et l'acceptation par le monde informatique de l'époque.
Systèmes d'exploitation modernes sur le supercalculateur
Les systèmes d'exploitation modernes utilisés par un supercalculateur sont les suivants :
Unix
Pendant longtemps, ces géants ont utilisé des systèmes d'exploitation basés sur Unix. Ce sont des systèmes d'exploitation à code fermé, qui nécessitent des licences permettant l'utilité de leur utilisation et leur adaptation au matériel est excessivement coûteuse.
Linux/Unix
C'est un système d'exploitation gratuit, open source et avec une grande capacité d'adaptation par rapport à la variante de personnalisation ; Ce dernier étant le plus utilisé, bien qu'il ne dispose pas d'interface graphique, son utilisation est en mode distant via des connexions et des bornes sécurisées.
Types de supercalculateurs et leurs systèmes d'exploitation
Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des superordinateurs et les systèmes d'exploitation qu'ils utilisent.
Sierra
C'est un supercalculateur très puissant et son système d'exploitation est Red Hat Enterprise Linux (RHEL).
Sunway TaihuLight
Il s'agit d'un superordinateur fabriqué en Chine et qui fonctionne sur son propre système d'exploitation appelé Sunway RaiseOS 2:0:5.
Thianhé-2A
Il est situé en Chine, son système d'exploitation est Kylin Linux.
Piz Daint
Il est situé en Suisse et son système d'exploitation est Cray Linus Environment, également connu sous le nom d'UNICOS, qui consiste en un système d'exploitation d'émulation Unix.
Trinité
Il s'agit d'un supercalculateur puissant, physiquement situé aux États-Unis et utilisant le même système d'exploitation décrit ci-dessus.
Titan
C'est un supercalculateur puissant situé aux États-Unis et utilise Cray comme système d'exploitation.
Infrastructure cloud Al Bridging
C'est un ordinateur très puissant, situé au Japon et qui utilise un système d'exploitation basé sur Linux.
Séquoia
Situé aux États-Unis et comme le précédent, il fonctionne également avec le système d'exploitation Linux.
Sommet
Il exécute un système d'exploitation appelé Red Hat Enterprise Linux (RHEL) sans modifications particulières, mais il dispose d'une série de compilateurs avancés et de bibliothèques mathématiques qui lui confèrent de meilleures performances tout en atteignant une efficacité optimale.
Système de refroidissement
Les systèmes de refroidissement du supercalculateur nécessitent un contrôle de température spécial dont le but est de dissiper la chaleur produite par les multiples composants qui composent la structure de cet ordinateur, ainsi qu'il convient de considérer les coûts élevés, non seulement en termes de prix mais se réfère, mais aux dépenses excessives dans le maintien de l'ordre préventif et correctif, ainsi que les activités de formation du personnel chargé du fonctionnement de ces machines informatiques géantes.
Il faut savoir que ces systèmes génèrent une grande quantité de chaleur en raison de l'ensemble des composants que possèdent les circuits internes qui le composent ; C'est une situation que les concepteurs de matériel prennent en compte et de nombreux mécanismes sont conçus pour réguler la chaleur produite qui pourrait affecter les performances du système, affectant gravement l'unité centrale de traitement (CPU) ou certains de ses périphériques à proximité.
Le supercalculateur à la pointe de la technologie dispose d'un mécanisme spécial de contrôle de la température, dont l'un est le système de refroidissement installé par la société Johnson Controls, dirigée par l'Université de Stuttgart (Allemagne).
Pour abriter ces systèmes de refroidissement, un bâtiment spécial à faible consommation d'énergie, à forte redondance et à grande capacité opérationnelle a été conçu, dans le but de minimiser la production minimale de dioxyde de carbone (CO2), respectant ainsi les réglementations mondiales relatives au changement climatique mondial. Quatre tours de refroidissement et un type de contrôle très flexible avec des temps de réaction très courts ont été installés, obtenant des résultats impressionnants de haute efficacité avec des économies d'énergie extraordinaires.
refroidissement par immersion
Le refroidissement par immersion est une technique qui consiste à immerger les serveurs dans un liquide qui fournit un milieu de refroidissement supérieur à la ventilation de la climatisation. Cette technologie a été introduite dans le modèle n ° 1 de la série Green 500, avec les centres de données les plus efficaces au monde.
De plus, l'industrie 3M et un développeur de données à Hong Kong ont montré une installation avec ce type de technologie obtenant une réduction significative de l'espace ainsi qu'une réduction des coûts.
Nous expliquons ci-dessous comment les entreprises mettent en œuvre des systèmes de refroidissement.
cas IBM
La taille des supercalculateurs produit une grande puissance dans leurs performances, mais liée à cet avantage, il y a une grande production de chaleur, entraînant des coûts élevés en consommation électrique. Pour contrer cette faiblesse, une stratégie adoptée par les grandes entreprises du secteur a été mise en place, elles ont conçu des systèmes de climatisation frigorifique et la conception de chambres à basse température.
IBM a développé une technologie basée sur le refroidissement des équipements grâce à l'utilisation d'eau amenée à l'intérieur par des microcanaux, inspirée du parallélisme de la circulation sanguine dans le corps humain. Avec la mise à disposition de cette technique, SuperMUC est refroidi, l'un des plus grands supercalculateurs d'Europe, situé à Leibniz, qui a réalisé des économies d'énergie de 40 %.
De son côté, Lenovo a imaginé un système de refroidissement dont le but est de réduire significativement la consommation énergétique de ses équipements, baptisé Neptune, et sa force réside dans l'utilisation de l'eau chaude, basé sur le procédé suivant :
« Dans les systèmes de refroidissement traditionnels, nous devons refroidir l'eau à basse température pour pouvoir refroidir correctement l'équipement. Nous pouvons mettre de l'eau jusqu'à 50 degrés, donc le coût du refroidissement est beaucoup plus faible.
En plus de ce qui précède, de manière complémentaire, ils appliquent un système de suivi et de régulation de la consommation d'énergie en temps réel.
Principales utilisations du supercalculateur
L'apparition de cette technologie dans la vie de l'homme moderne a suscité une grande motivation dans la formation des professionnels, des chercheurs et des technologues dans le domaine de l'informatique, en particulier les connaissances liées à ces géants du monde informatique. L'incorporation de centres de recherche, d'innovation et de développement d'entreprises, le soutien au renforcement des parcs industriels, les centres de traitement de données dans les secteurs privé et public se généralise chaque jour.
La programmation est perçue comme un domaine utile en raison de sa présence dans différents domaines du développement humain, provenant du traitement de problèmes complexes nécessitant une grande capacité de calcul et du développement d'applications qui répondent aux préoccupations en temps réel. Dans cette gamme d'applications, nous avons :
- Développement de modèles prédictifs et de simulation, tels que les mouvements migratoires des masses humaines sur la planète, les modèles climatiques prédictifs à faible erreur de prévision, le changement climatique et son impact sur le socio-système et l'écosystème.
- Il fonctionne comme un centre de gravité pour le développement industriel visant la conception et l'automatisation de projets d'ingénierie, notamment dans la conception d'applications d'intelligence artificielle dans le secteur.Vous êtes intéressé à en apprendre davantage sur l'intelligence artificielle? Je vous suggère de lire la suite Caractéristiques de l'intelligence artificielle
- Traitement d'images, renforcement des systèmes de gestion et d'information géographique, amélioration de la robotique.
- Dans la recherche médicale, le supercalculateur couvre divers domaines tels que la conception de cœurs artificiels, la tomodensitométrie, l'estimation des lésions cérébrales et la caractérisation de la structure biochimique du virus Covid-19 pour la détermination d'éventuels médicaments pouvant avoir une relation avec la toxicité. du virus virus, à cet égard Mare Nostrum un supercalculateur situé en Espagne effectue ce type de recherche en temps réel. Il se consacre également à la réalisation d'études en biotechnologie et en génie génétique.
Les supercalculateurs Quels sont les plus puissants ?
Dans les circonstances actuelles que survit le monde moderne, on est parfois surpris par des paradoxes incroyables comme les procédés nanologiques, où la miniaturisation marque la classe du développement scientifique et technologique harmonique en termes d'optique pragmatique. Les supercalculateurs vont dans la direction opposée, de géants technologiques dotés d'une extraordinaire robustesse dans la recherche de solutions aux grands problèmes qui pullulent dans notre environnement et coïncidant avec cette vision pragmatique qui apparaît comme une réponse satisfaisante pour l'atténuation ou la disparition des problèmes posés.
Le Top500 est un projet visant à mettre en lumière les 500 supercalculateurs les plus puissants du monde aujourd'hui.Il est important de noter que cette liste est faite par un groupe de gourous du domaine de l'informatique. Les cinq supercalculateurs les plus puissants de 2020 seront utilisés dans ce post.
Sommet
Il est considéré comme le le supercalculateur le plus puissant du monde. Conçu par IBM pour le laboratoire national d'Oak Ridge dans le Tennessee, appartenant au département américain de l'énergie. Il occupe l'équivalent de deux terrains de basket et atteint un impressionnant 148,6 pétaflops, grâce à ses 2,41 millions de cœurs.
Sierra
Conçu par IBM, il est responsable de la création du deuxième supercalculateur le plus puissant de la liste, situé au Lawrence Livermore National Laboratory en Californie. Basé sur un matériel Similaire à Summit. Sierra atteint 94,6 pétaflops.
Sunway TaihuLight
Avec ce supercalculateur, TaihuLight, construit par le National Parallel Computing Engineering and Technology Research Center et installé au National Supercomputing Center de Wuxi.(Chine). Contrairement à d'autres machines de son calibre, il manque de puces accélératrices, de sorte que ses 93 pétaflops reposent sur ses plus de 10 millions de processeurs chinois Sunway.
Tianhe-2A
Le supercalculateur également appelé Milky Way 2A, situé dans le National Supercomputing Center (Guangzhou, Chine) est développé par l'Université nationale de technologie de la défense et équipé de processeurs Intel Xeon pour atteindre 61,4 pétaflops. Selon ses opérateurs, la destination est d'établir l'ordre informatique des problèmes de défense de nature gouvernementale.
Frontera
Cette super machine a été développée par Dell et équipée par Intel. Il a été considéré comme le supercalculateur le plus rapide au monde situé au Texas Advanced Computing Center de l'Université du Texas (États-Unis). Collaborez avec trois douzaines d'équipes scientifiques sur des recherches liées à la physique des trous noirs, à la mécanique quantique, à la conception de médicaments ou aux modèles climatiques. Ses 23,5 pétaflops seront mis à la disposition de la communauté scientifique, qui bénéficiera de sa puissance de calcul, notamment dans les domaines de l'astrophysique, de la science des matériaux, de l'énergie, de la génomique et de la modélisation des catastrophes naturelles.
MareNostrum5 : Un supercalculateur extraordinaire
Nom MareNostrum, tire son origine de la dénomination que les anciens Romains faisaient de la mer Méditerranée. Le Barcelona Supercomputing Center (National Supercomputing Center) donne ce nom au supercalculateur le plus emblématique, qui dans ses différentes versions est devenu la machine la plus puissante d'Espagne et à la fin de sa dernière version, MareNoustrum5, est projeté comme l'un des grands ordinateurs de l'Union européenne.
Apprenons-en plus sur ce géant de l'informatique. Sa capacité devrait atteindre une puissance de 200 pétaflops, dépassant environ 17 fois la version actuelle de 13,7 pétaflops et 10.000 4 fois supérieure (MareNostrum 150). Le terme pré-excalé est utilisé pour désigner les supercalculateurs capables de dépasser la barrière des XNUMX pétaflops.
Il est important de souligner l'investissement réalisé par l'Espagne, pays membre de l'Union européenne, qui consacre des ressources publiques au calcul intensif. Les administrations gouvernementales, quel que soit leur parti pris idéologique, ont accordé un grand intérêt à la conception. développement et application de ces techniques à la solution de grands problèmes nationaux et étrangers.
Le supercalculateur MareNostrum dans toutes ses versions est devenu la pierre angulaire de la recherche scientifique et technologique dans l'Union européenne, ce qui constitue un grand soutien pour le calcul intensif, non seulement au niveau de la diffusion, mais également à l'appui des ressources financières.
Ainsi, plus le Barcelona Supercomputing Center offre d'outils, plus des groupes de travail dédiés à la recherche se forment autour de lui, avec l'intention première de promouvoir sa technologie de pointe dans la poursuite d'intérêts et la résolution de problèmes qui affectent les sociétés modernes.
MareNostrum n'est pas seulement un grand supercalculateur, mais représente également un pôle d'attraction, conçu pour être utilisable par la communauté scientifique au niveau mondial.
Ce que fait MareNostrum est extrêmement large, il constitue un programme de développement dans la conception de différents prototypes qui ont créé une génération de supercalculateurs dans chaque version un outil plus puissant et polyvalent, non seulement dans son matériel et ses logiciels, mais aussi dans sa projection vers la société .
Jusqu'à présent, cinq versions du supercalculateur MareNostrum ont été développées.
MareNostrum 1 : Il a été conçu grâce à la synergie entre le gouvernement espagnol et la société IBM à travers un accord pour construire l'un des supercalculateurs les plus rapides d'Europe en 2004. Sa capacité de calcul était de 42.35 Teraflops (42.35 trillions d'opérations par seconde).
MareNostrum 2 : En novembre 2006, sa capacité de calcul a augmenté, motivée par la forte demande de projets scientifiques. Cette capacité était de 94.21 Teraflops, soit le double de son prédécesseur, et pour atteindre ces performances, le nombre de processeurs est passé de 4.812 10.240 à XNUMX XNUMX.
MareNostrum 3 : Grâce à une mise à jour, le pic de performance de 1.1 a été atteint. pétaflops en 2012-2013, grâce à l'ajout de 48,896 3,056 processus Intel Sandy Bridge sur 84 5110 nœuds, dont 42 Xeon Phi 115P sur 2 nœuds, avec plus de XNUMX To de mémoire principale et XNUMX Po de GPFS de stockage sur disque.
MareNostrum 4 : Fin 2017, ce géant a commencé à fonctionner, a atteint ses performances de pointe de 13.7 pétaflops, sa capacité de calcul était répartie en deux blocs complètement différents, à l'origine de technologies de blocs.
L'objectif général de ces blocs contenait 46 plateaux de 3.456 24 nœuds, chaque nœud avait deux puces Intel Xeon Platinum, chacune à son tour avec 165,888 processeurs accumulant un total de 390 11.15 processeurs et une mémoire principale de XNUMX téraoctets. Sa puissance de pointe atteignait XNUMX pétaflops, en autrement dit, est capable de traiter plus de onze milliards d'opérations par seconde, soit dix fois plus que son prédécesseur.
Le supercalculateur le plus puissant : MareNostrum5
Mi-2019, la société EuroHPC a sélectionné le Barcelona Supercomputing Center comme entité qui hébergerait le supercalculateur avec la capacité de pré-excalation la plus élevée du continent européen. S anticipe son entrée en service le 31 décembre 2020 et sera le supercalculateur le plus important pour l'attention et la solution de la diversité des controverses qui guettent les sociétés modernes.
De cette façon, nous pouvons comprendre l'importance des supercalculateurs dans le monde, une grande invention qui est toujours en plein essor de manière écrasante. Des puissances mondiales telles que les États-Unis, le Japon et la Chine s'efforcent d'instaurer une saine concurrence en faveur de l'humanité.
Regardez ensuite la vidéo suivante, afin d'approfondir vos connaissances sur ce sujet intéressant.