この興味深い記事では、非常に興味深いトピックを学びます。 スーパーコンピューター。 あなたはその歴史、そして特にどれが最も強力で人類の進歩への貢献であるかを知るでしょう。 読んでワクワクしましょう！
スーパーオルデナドール
テクノロジーによって提供される大きな変化、特に情報に関連する変化への文明の適応性は、世界を日々小さくなっている場所として考えるという見方を変えました。
ますます効率的で強力なコンピューターの発明は、一般市民のパブリックドメインにあります。 まず、この素晴らしい人間の発明の定義を提供します。
スーパーコンピューターの定義を確立することは簡単な作業ではありません。 しかし、単純で合理的な概念を使用するために、次のように言うことができます。スーパーコンピューターは、その導入時に、その手続きおよび計算能力の最大値と見なすことができるデバイスであり、コンピューター。一般的なコンピューター。
スーパーコンピューターは、非常に強力で高速なタイプのコンピューターとして理解することもでき、非常に短時間で特定のタスクの処理にのみ大量の情報を処理するように設計されています。
この意味で、一部のプログラマーは、正しい定義は、スーパーコンピューターを特定の瞬間に存在するより強力で高速なコンピューターと見なすことであると考えています。 それらはサイズが大きく、大量の情報を瞬時に処理でき、特定の領域をターゲットにし、巨大なストレージ容量を備えています。 このデバイスの背景について話しましょう。
沿革
1960年、コントロールデータコーポレーション（CDC）の会社であるSeymour Cray氏は、最初のスーパーコンピューターを発表しました。これは、大量のデータの保存、処理、表現などのコンピューター技術で構成される効果的な方法論をもたらしました。非常に短い時間範囲。 これが最初のスーパーコンピューターの作成者の簡単な伝記です。
シーモアグレイはチペワフォールズで生まれました。 アメリカ合衆国ウィスコンシン州、28年1925月6日、1996年XNUMX月XNUMX日、アメリカ合衆国コロラド州での悲劇的な自動車事故で亡くなりました。 彼はミネソタで電子工学を学びました。 シーモア・グレイはスーパーコンピューターの父と見なされています。 彼の最大のこだわりは、このデバイスの作成と開発でした。
1957年、コントロールデータコーポレーション（CDC）の会社がCDC 1604スーパーコンピューターを製造しました。これは、当時の革新的な真空管の代わりにトランジスタを使用した最初のコンピューターでした。
時が経つにつれて、そしてスーパーコンピューターのパフォーマンスによって達成された成功のために、Seymour Craigは独立し、1970年にCray'sResearchと呼ばれる彼自身の会社を設立するように動機付けられました。 この会社の目的または商号は、スーパーコンピューターの設計と建設、およびクライアントによる事前注文に専念することでした。
CRAY-1（1976）は、ロスアラモス国立研究所に設置されたモデルで、ベクトルプロセッサとスカラープロセッサを組み合わせたもので、当時世界最速とされていた1万個の容量を備えていました。 64ビットワードと12,5ナノ秒のサイクルタイム。 その価値は10万ドルでリストされました。
この企業は、スーパーコンピューター市場でXNUMX年連続のリーダーであり、ユーザーの要求に適応する新しいデザインを提供しました。
CRAY-2（1985）と呼ばれるこのデバイスは、前モデルの約6〜12倍の速度で、重要な機能として約250億240.000万ワードと1986万チップを備えていました。 内部は冷却液で沈められていました。 130年半ばには、世界中にこのタイプのシステムが約90あり、そのうちXNUMXはCrayブランドによって構築されました。
現時点では、スーパーコンピューター市場は、Industries Bussines Machines（IBM）やHewlett Packard（HP）などの非常に堅実な企業によって支配されています。これらの企業は、他の中小企業の吸収企業として機能しており、その主な目的は、このようなダイナミックコンピューター業界。
スーパーコンピューターの特徴
スーパーコンピューターの最も関連性のある特性のXNUMXつは、プロセッサーの数とその大容量メモリーであり、オペレーティングシステムとファイルの幅広い効果的なストレージを可能にします。 その計算能力は、一般的なコンピューターと比較するとはるかに高いです。
パフォーマンスの最も重要な基準は、FLOPS（Floating Points Operation per Second）で測定される計算能力にあります。これは、1000秒あたり200フロップに相当する算術演算として理解されます。 （最後のsは複数形ではなく、XNUMX番目のsを指すことを強調することが重要です）。 Peta FLOPSは、XNUMX秒あたりXNUMX億回の操作に相当する単位です。 IBMサミットがXNUMXペタフロップスの累乗に達することを指摘するのは実例です。
このように、スーパーコンピューターは複数のユーザーが同時にリモートステーションからデータセンターに接続することを可能にしますが、これらは特定の調査やクエリの専門家であるため、ユーザーの品質に関して不利です。
顧客はこの種の技術を選択します。つまり、解決すべき問題の観点から、これらの技術を配布する企業が推進するカタログから機器を選択します。
もう一つの特徴は、その普及率が非常に低いか、一般社会ではほとんどないため、範囲に関連していますが、この技術が研究センター、大学、金融センターに与える大きな影響は否定できません。 大量の計算を伴う大規模なデータベースまたは操作の使用と処理のためのNGOおよび政府機関。
このように、スーパーコンピューターは、現代社会のさまざまな分野の科学研究や産業において不可欠なツールとなっています。
スーパーコンピューターのオペレーティングシステム
スーパーコンピューターは複雑なマシンであり、特定の目的のために設計されており、その目的のためにカスタマイズおよび最適化された複雑なオペレーティングシステムを必要とします。
一方、最初のスーパーコンピューターにはオペレーティングシステムが組み込まれていなかったため、データセンターや、その使用を必要とするその他の公的または私的機関は、オペレーティングシステムの開発に専念する必要がありました（ SO）特に機能的な機器。 実例として、CDC 6600（歴史上最初のスーパーコンピューターと見なされている）は、ChippewaまたはGrayのオペレーティングシステムとして知られるOSを使用しました。これは、非常にシンプルでありながら、コンピューターシステムのさまざまなタスクを制御できるという高い使命を持っていることを特徴としています。その結果、さまざまな活動には、目的を実行するために必要なものが常に含まれていました。
Kronosオペレーティングシステム
70年代に設計および実装され、その主な特徴は、タスクのボリュームに同時にアクセスできることです。これは、定義された作業の開発を大幅に最適化するための重要な条件です。
CDCSCOPEオペレーティングシステム
（英語で、 プログラム実行の監督管理）は60年代に使用されましたが、その主な特徴は、すべてのシステムタスクを制御できることです。
米国のオペレーティングシステム
（ネットワークオペレーティングシステム）は、70年代に前のXNUMXつに取って代わったため、大胆なプログラムでした。その主な目的は、NOSをすべてのCDC（Control Data Corporation）イノベーションで共通のオペレーティングシステムにすることでした。
Us / Ve（ネットワークオペレーティングシステム/仮想環境）
これは、80年代にNOSに取って代わり、その主な特徴は、仮想メモリの提供でした。これは、当時のコンピュータの世界での認識と受け入れを可能にする条件でした。
スーパーコンピューター上の最新のオペレーティングシステム
スーパーコンピューターが使用する最新のオペレーティングシステムは次のとおりです。
Unixの
長い間、これらの巨人はUnixベースのオペレーティングシステムを使用してきました。 それらはクローズドコードのオペレーティングシステムであり、それらの使用の有用性を可能にするライセンスが必要であり、機器へのそれらの適応は非常に高価です。
Linux
これは無料のオペレーティングシステムであり、オープンソースであり、カスタマイズバリアントに関連して幅広い適応性を備えています。 後者が最も使用されていますが、グラフィカルインターフェイスはありませんが、安全な接続と端末を介したリモートモードで使用されます。
スーパーコンピューターの種類とそのオペレーティングシステム
以下に、いくつかのスーパーコンピューターとそれらが使用するオペレーティングシステムを示します。
シエラ
これは非常に強力なスーパーコンピューターであり、そのオペレーティングシステムはRed Hat Enterprise Linux（RHEL）です。
Sunway TaihuLight
これは中国製のスーパーコンピューターであり、Sunway RaiseOS 2：0：5と呼ばれる独自のオペレーティングシステムで実行されます。
天河-2A
中国にあり、オペレーティングシステムはKylinLinuxです。
ピッツデイント
スイスにあり、オペレーティングシステムはCray Linus Environment（UNICOSとも呼ばれます）で、Unixエミュレータオペレーティングシステムで構成されています。
Trinity
これは強力なスーパーコンピューターであり、物理的に米国にあり、上記と同じオペレーティングシステムを使用しています。
タイタン
これは米国にある強力なスーパーコンピューターであり、オペレーティングシステムとしてCrayを使用しています。
AlBridgingクラウドインフラストラクチャ
これは非常に強力なコンピューターであり、日本にあり、Linuxベースのオペレーティングシステムを使用しています。
セコイア
米国にあり、前のものと同様に、Linuxオペレーティングシステムでも動作します。
サミット
Red Hat Enterprise Linux（RHEL）と呼ばれるオペレーティングシステムを特別な変更なしで実行しますが、最適な効率を達成しながらパフォーマンスを向上させる一連の高度なコンパイラと数学ライブラリを備えています。
冷却システム
スーパーコンピューターの冷却システムには、このコンピューターの構造を構成する複数のコンポーネントによって生成される熱を放散することを目的とした特別な温度制御が必要です。また、価格だけでなく、ただし、予防および是正命令の維持、およびこれらの巨大なコンピューティングマシンの操作を担当する担当者のトレーニング活動に過剰な費用がかかります。
これらのシステムは、それを構成する内部回路が持つ一連のコンポーネントのために大量の熱を発生することを知っておく必要があります。 これはハードウェア設計者が考慮に入れる状況であり、システムのパフォーマンスに影響を及ぼし、中央処理装置（CPU）またはその近くの周辺機器の一部に深刻な影響を与える可能性のある生成される熱を調整するための多数のメカニズムが考えられます。
最先端のスーパーコンピューターには特別な温度制御メカニズムがあり、そのXNUMXつは、シュトゥットガルト大学（ドイツ）が運営するジョンソンコントロールズ社によって設置された冷却システムです。
これらの冷却システムを収容するために、二酸化炭素（CO2）の最小生産量を最小限に抑え、地球規模の気候変動に対する相対的な世界的な規制を尊重することを目的として、エネルギー消費量が少なく、冗長性が高く、運用能力が高い特別な建物が設計されました。 XNUMXつの冷却塔と非常に短い反応時間で非常に柔軟なタイプの制御装置が設置され、並外れたエネルギー節約で高効率の印象的な結果を達成しました。
浸漬冷却
液浸冷却は、空調換気よりも優れた冷却媒体を提供する液体にサーバーを浸す技術です。 このテクノロジーは、世界で最も効率的なデータセンターを備えたGreen1シリーズのNo.500モデルに導入されました。
さらに、3M業界と香港のデータ開発者は、このタイプのテクノロジーを備えた施設がスペースの大幅な削減とコストの削減を実現していることを示しました。
以下では、企業が冷却システムを実装する方法について説明します。
IBMの場合
スーパーコンピューターのサイズは、そのパフォーマンスに大きな力をもたらしますが、この利点に関連して、熱の生成が大きく、電力消費に大きなコストがかかります。 この弱点に対抗するために、このセクターの大企業が採用した戦略が実行され、空調冷凍システムと低温室の設計が行われました。
IBMは、人体の血液循環の並列性に触発されて、マイクロチャネルを介して内部に持ち込まれた水を使用することにより、冷却装置に基づく技術を開発しました。 この技術の提供により、SuperMUCは冷却されます。これは、ライプニッツにあるヨーロッパ最大のスーパーコンピューターの40つであり、XNUMX％のエネルギー節約を実現しました。
レノボは、ネプチューンと呼ばれる機器のエネルギー消費を大幅に削減することを目的とした冷却システムを考案しました。その強みは、次の手順に基づいて、お湯を使用することにあります。
「従来の冷却システムでは、機器を適切に冷却できるように、水を低温に冷却する必要があります。 50度まで水を入れることができるので、冷却コストははるかに低くなります。
上記に加えて、補完的に、エネルギー消費をリアルタイムで監視および調整するためのシステムを適用します。
スーパーコンピューターの主な用途
現代人の生活におけるこのテクノロジーの出現は、コンピューティングの分野、特にコンピューティングの世界のこれらの巨人に関連する知識の専門家、研究者、および技術者のトレーニングにおいて大きな動機を達成しました。 研究、イノベーション、事業開発センターの設立、工業団地の強化への支援、民間および公共部門のデータ処理センターは、日々ますます一般的になっています。
プログラミングは、人間開発のさまざまな分野に存在するため、有用な分野として認識されています。これは、優れたコンピューティング能力を必要とする複雑な問題の処理と、懸念にリアルタイムで対応するアプリケーションの開発に端を発しています。 この範囲のアプリケーションには、次のものがあります。
- 地球上の人間の大衆の移動運動、予測誤差の少ない予測気候モデル、気候変動、および社会システムと生態系への影響など、予測モデルとシミュレーションモデルの開発。
- エンジニアリングプロジェクトの設計と自動化、特にこの分野の人工知能アプリケーションの設計を目的とした産業開発の重心として機能します。人工知能について学びたいですか？ 読んでみることをお勧めします 人工知能の特徴
- 画像処理、管理および地理情報システムの強化、ロボット工学の改善。
- 医学研究では、スーパーコンピューターは、人工心臓の設計、コンピューター断層撮影、脳損傷の推定、毒性と関係がある可能性のある薬物の決定のためのCovid-19ウイルスの生化学的構造の特性評価などのさまざまな分野をカバーしています。ウイルスの。この点でウイルス マレノストラム スペインにあるスーパーコンピューターがこの種の研究をリアルタイムで行っています。 また、バイオテクノロジーと遺伝子工学の研究を実施することに専念しています。
最も強力なスーパーコンピューターはどれですか？
現代の世界が生き残っている現在の状況では、ナノロジカルプロセスなどの信じられないほどのパラドックスに驚かされることがあります。そこでは、小型化が実用的な光学の観点から調和のとれた科学技術開発のクラスを示しています。 スーパーコンピューターは、私たちの環境に群がる大きな問題の解決策を模索する際の並外れた堅牢性を備えた技術の巨人から、提起された問題の軽減または消失に対する満足のいく対応として現れるその実用的なビジョンとの一致から、反対の方向に進みます。
Top500は、今日世界で最も強力な500台のスーパーコンピューターが強調表示されている専用プロジェクトです。このリストは、コンピューティング分野の教祖のグループによって作成されていることに注意してください。 この投稿では、2020年の最も強力なXNUMX台のスーパーコンピューターを使用します。
サミット
彼はと見なされます 世界で最も強力なスーパーコンピューター。 米国エネルギー省に属するテネシー州のオークリッジ国立研究所のためにIBMによって設計されました。 148,6つのバスケットボールコートに相当し、2,41万コアのおかげで、印象的なXNUMXペタフロップスに達します。
シエラ
IBMによって設計され、カリフォルニアのローレンスリバモア国立研究所にあるリストでXNUMX番目に強力なスーパーコンピューターを作成する責任があります。 に基づいて ハードウェア サミットに似ています。 シエラは94,6ペタフロップスに達します。
Sunway TaihuLight
このスーパーコンピューターを使用して、国立並列コンピューティング工学技術研究センターによって構築され、無錫（中国）の国立スーパーコンピューティングセンターに設置されたTaihuLight。 その口径の他のマシンとは異なり、アクセラレータチップがないため、93ペタフロップスは10万を超える中国のSunwayプロセッサに依存しています。
天河-2A
ミルキーウェイ2Aとも呼ばれるスーパーコンピューターは、国立スーパーコンピューティングセンター（中国広州）にあり、国防技術大学によって開発され、61,4ペタフロップスに達するIntelXeonプロセッサーを搭載しています。 その運営者によると、目的地は政府の性質の防衛問題の計算順序を確立することです。
フロンテ
このスーパーマシンは、Dellによって開発され、Intelによって装備されています。 これは、テキサス大学（米国）のテキサスアドバンストコンピューティングセンターにある世界最速のスーパーコンピューターと見なされています。 ブラックホールの物理学、量子力学、ドラッグデザイン、または気候モデルに関連する研究について、23,5ダースの科学チームと協力します。 そのXNUMXペタフロップは、特に天体物理学、材料科学、エネルギー、ゲノミクス、自然災害のモデリングの分野で、その計算能力の恩恵を受ける科学界で利用可能になります。
MareNostrum5：並外れたスーパーコンピューター
名前 マレノスタルムは、古代ローマ人が地中海で作った宗派に由来しています。 バルセロナスーパーコンピューティングセンター（国立スーパーコンピューティングセンター）は、この名前を最も象徴的なスーパーコンピューターに付けています。このスーパーコンピューターは、さまざまなバージョンでスペインで最も強力なマシンになり、最新バージョンの最後に、MareNoustrum5が大型コンピューターのXNUMXつとして投影されています。欧州連合の。
このコンピューターの巨人についてもっと学びましょう。 その容量は200ペタフロップスの電力に達すると予測されており、現在のバージョンの17ペタフロップスの約13,7倍、10.000倍を超えています（MareNostrum4）。 pre-excalatedという用語は、150ペタフロップスのバリアを超えることができるスーパーコンピューターを示すために使用されます。
公的資源をスーパーコンピューティングに捧げている欧州連合の加盟国であるスペインによる投資を強調することが重要です。 政府の政権は、イデオロギー的偏見に関係なく、受胎に大きな関心を寄せています。 国内および海外の主要な問題の解決へのこれらの技術の開発と応用。
MareNostrumスーパーコンピューターは、そのすべてのバージョンで、欧州連合における科学技術研究の基礎となっています。これは、普及のレベルだけでなく、財源のサポートにおいても、スーパーコンピューティングの優れたサポートです。
したがって、バルセロナスーパーコンピューティングセンターが提供するツールが多ければ多いほど、研究に専念するワーキンググループがその周りに形成され、関心を追求し、現代社会に影響を与える問題を解決するために最先端のテクノロジーを促進することを主な目的としています。
MareNostrumは優れたスーパーコンピューターであるだけでなく、世界レベルで科学界で利用できるように考案された魅力の極でもあります。
MareNostrumが行うことは非常に幅広く、ハードウェアとソフトウェアだけでなく、社会への投影においても、各バージョンでより強力で用途の広いツールの世代を作成したさまざまなプロトタイプの設計における開発プログラムを構成します。 。
これまでに、MareNostrumスーパーコンピューターのXNUMXつのバージョンが開発されました。
MareNostrum 1：2004年にヨーロッパで最速のスーパーコンピューターの42.35つを構築するという合意を通じて、スペイン政府とIBM企業の相乗効果のおかげで考案されました。その計算能力は、42.35テラフロップス（毎秒XNUMX兆回の操作）でした。
MareNostrum 2：2006年94.21月、科学プロジェクトに対する大きな需要に動機付けられて、その計算能力が向上しました。 この容量は前任者の4.812倍の10.240テラフロップスであり、このパフォーマンスを実現するために、プロセッサの数がXNUMXからXNUMXに増加しました。
MareNostrum 3：アップデートにより、パフォーマンスのピークである1.1に到達しました。 2012〜2013年のペタフロップスは、48,896ノードの3,056 XeonPhi84Pを含む5110ノードの42IntelSandy Bridgeコンピューティングの追加により、115TBを超えるメインメモリと2PBのディスクストレージを備えたGPFSを備えています。
MareNostrum 4：2017年の終わりまでに、この巨人は運用を開始し、13.7ペタフロップスのピークパフォーマンスに達しました。その計算能力は、XNUMXつの完全に異なるブロックに分散され、ブロックテクノロジーを生み出しました。
これらのブロックの汎用には、46ノードの3.456トレイが含まれ、各ノードには24つのIntel Xeon Platinumチップがあり、それぞれに165,888プロセッサが搭載され、合計390プロセッサと11.15テラバイトのメインメモリが蓄積されました。ピーク電力はXNUMXペタフロップスに達しました。つまり、XNUMX秒あたりXNUMX億回以上の操作を処理でき、前の操作のXNUMX倍になります。
最も強力なスーパーコンピューター：MareNostrum5
2019年の半ば、EuroHPCの会社は、バルセロナスーパーコンピューティングセンターを、ヨーロッパ大陸で最高の事前拡張能力を備えたスーパーコンピューターを収容するエンティティとして選択しました。 Sは、31年2020月XNUMX日に稼働を開始する予定であり、現代社会を待ち受けるさまざまな論争の注目と解決のための最も重要なスーパーコンピューターになるでしょう。
このようにして、私たちは世界におけるスーパーコンピューターの重要性を理解することができます。これは、圧倒的な方法でまだ活況を呈している素晴らしい発明です。 米国、日本、中国などの世界大国は、人類を支持する健全な競争に努めています。
次に、次のビデオを見て、この興味深いトピックに関する知識を広げることができます。