在這篇有趣的文章中，您將學習一個非常感興趣的主題： 超級計算機. 您將了解它的歷史，尤其是哪個是最強大的，以及它對人類進步的貢獻。 興奮地閱讀！
超級計算機
文明對技術特別是信息帶來的巨大變化的適應性改變了人們將世界視為一個每天都在變小的地方的觀點，它以一種真實而可感知的方式感知變化。
越來越高效和強大的計算機的發明屬於普通公民的公共領域。 我們將首先為人類的這一奇妙發明下一個定義。
建立超級計算機的定義並非易事。 但是，為了使用一個簡單合理的概念，可以說：超級計算機是一種設備，在其介紹中，可以認為是其程序和計算能力的最大值，如果我們將其與電腦，常用電腦。
超級計算機也可以理解為一種非常強大和快速的計算機，旨在在很短的時間內處理大量信息，並且專門用於處理特定任務。
從這個意義上說，一些程序員認為正確的定義是將超級計算機視為在給定時刻存在的更強大和更快的計算機。 它們體積龐大，可以在瞬間處理大量信息，針對特定區域，並具有巨大的存儲容量。 先說一下這款設備的背景。
歷史
1960 年，控制數據公司 (CDC) 公司 Seymour Cray 先生推出了第一台超級計算機，它採用了一種有效的方法，由計算機技術組成，例如大量數據的存儲、處理和表示。短時間範圍。 這是第一台超級計算機的創造者的簡短傳記。
西摩·格雷出生在奇珀瓦瀑布。 美國威斯康星州，28 年 1925 月 6 日，1996 年 XNUMX 月 XNUMX 日在美國科羅拉多州的一場悲慘的車禍中去世。 他在明尼蘇達州學習電子工程。 Seymour Gray 被認為是超級計算機之父； 他最大的痴迷是這種設備的創造和發展。
1957 年，控制數據公司 (CDC) 公司製造了 CDC 1604 超級計算機，這是第一台使用晶體管代替真空管的計算機，這是當時的一項創新。
隨著時間的推移，由於超級計算機的性能所取得的成功，Seymour Craig 被激勵獨立並在 1970 年創建了自己的公司，稱為 Cray's Research。 該公司的目的或商業名稱是專門致力於超級計算機的設計和建造以及客戶的事先訂購。
CRAY-1 (1976) 是安裝在洛斯阿拉莫斯國家實驗室的模型，它結合了矢量處理器和標量處理器，當時被認為是世界上最快的，容量為 1 萬64 位字和 12,5 納秒的循環時間。 它的價值為10萬美元。
這家公司連續五年在超級計算機市場上處於領先地位，提供適應用戶需求的新設計。
這款名為 CRAY-2（1985 年）的設備的一個重要特徵是其速度比其前身快 6 到 12 倍，大約有 250 億字和 240.000 個芯片。 裡面被冷卻液浸沒。 1986 年年中，全世界約有 130 台此類系統，其中 90 台由 Cray 品牌製造。
此時，超級計算機市場由非常穩固的公司主導，例如 Industries Bussines Machines (IBM) 和 Hewlett Packard (HP)。充滿活力的計算機行業。
超級計算機的特點
超級計算機最相關的特徵之一是處理器的數量和它的大內存，它允許對操作系統和文件進行廣泛的有效存儲。 與普通計算機相比，它的計算能力要高得多。
最重要的性能標準體現在以 FLOPS（每秒浮點運算）衡量的計算能力中，它被理解為相當於每秒一次 flop 的算術運算。 （重要的是要強調最後的 s 不是指複數，而是指第二個 s）。 Peta FLOPS 是一個相當於每秒 1000 億次操作的單位； 可以說明的是，IBM Summit 達到了 200 PetaFLOPS 的功率。
通過這種方式，超級計算機允許多個用戶同時從遠程站點連接到數據中心，但是在用戶質量方面存在劣勢，因為這些用戶是特定調查或查詢的專家。
客戶選擇這類技術，即從要解決的問題的角度出發，通過分銷這些技術的公司推廣的目錄來選擇設備。
另一個特點與範圍有關，因為它在普通社會中的滲透率非常低或幾乎沒有，但是，這項技術對研究中心、大學、金融中心的巨大影響是不可否認的。 非政府組織和政府機構使用和處理大型數據庫或計算量巨大的操作。
就這樣，超級計算機成為了當代社會各行各業科研和工業中不可缺少的工具。
超級計算機上的操作系統
超級計算機是複雜的機器，專為特定目的而設計，需要復雜的操作系統，並為此目的進行定制和優化。
另一方面，應該注意的是，第一台超級計算機沒有內置操作系統，這種情況迫使數據中心或任何其他需要使用它的公共或私人機構承擔開發操作系統的承諾（ SO ) 具體功能設備； 舉例來說，CDC 6600（被認為是歷史上第一台超級計算機）使用了一種操作系統，稱為 Chippewa 或 Gray 的操作系統，其特點是非常簡單，但具有很高的使命，能夠控制計算機系統的不同任務，導致不同的活動總是有他們需要的東西來實現他們的目的。
克羅諾斯操作系統
它是在 70 年代設計和實施的，其主要特點是可以同時訪問大量任務，這是顯著優化已定義工作開發的重要條件。
CDC SCOPE 操作系統
（用英語， 程序執行的監督控制) 在 60 年代使用，它的主要特點是它允許控制所有系統任務。
美國操作系統
（網絡操作系統）是一個大膽的計劃，因為它在 70 年代取代了前兩個。它的主要目標是使 NOS 成為所有 CDC（控制數據公司）創新中的通用操作系統。
Us /Ve(網絡操作系統/虛擬環境)
它在 80 年代取代了 NOS，其主要特徵包括提供虛擬內存，該條件允許當時的計算機世界識別和接受。
超級計算機上的現代操作系統
超級計算機使用的現代操作系統如下：
Unix的
長期以來，這些巨頭一直使用基於 Unix 的操作系統。 它們是封閉代碼操作系統，需要許可才能使用它們，並且它們對設備的適應非常昂貴。
Linux
它是一個免費的操作系統，開源並且對定制變體具有高度的適應性； 後者是最常用的，儘管沒有圖形界面，但它的使用是通過安全連接和終端進行的遠程模式。
超級計算機的類型及其操作系統
您將在下面找到一些超級計算機及其使用的操作系統。
內華達
它是一個非常強大的超級計算機，它的操作系統是 Red Hat Enterprise Linux (RHEL)。
雙威太湖之光
它是中國製造的超級計算機，運行在自己的操作系統 Sunway RaiseOS 2:0:5 上。
天河二號A
它位於中國，其操作系統為 Kylin Linux。
皮茲·丹特
它位於瑞士，其操作系統是 Cray Linus Environment，也稱為 UNICOS，由 Unix 仿真器操作系統組成。
三位一體
它是一台功能強大的超級計算機，位於美國，使用與上述相同的操作系統。
泰坦
它是位於美國的一台功能強大的超級計算機，使用 Cray 作為其操作系統。
Al 橋接雲基礎設施
這是一台非常強大的計算機，位於日本，使用基於 Linux 的操作系統。
紅杉
它位於美國，與前一個一樣，它也使用 Linux 操作系統運行。
Summit
它無需特殊修改即可運行名為 Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 的操作系統，但它具有一系列高級編譯器和數學庫，可在實現最佳效率的同時提供更好的性能。
冷卻系統
超級計算機冷卻系統需要特殊的溫度控制，其目的是散發構成該計算機結構的多個組件產生的熱量，並且考慮到高成本是適當的，不僅在價格方面，而且在，但是為了維護預防和糾正秩序以及負責這些巨型計算機操作人員的培訓活動的過度費用。
您應該知道，這些系統由於組成它的內部電路所具有的一組組件而產生大量熱量； 這是硬件設計人員考慮的一種情況，並且設計了許多機制來調節產生的熱量，這些熱量可能會影響系統的性能，從而嚴重影響中央處理器 (CPU) 或其附近的一些外圍設備。
最先進的超級計算機具有特殊的溫度控制機制，其中之一是由江森自控公司安裝的冷卻系統，由斯圖加特大學（德國）運行。
為了容納這些冷卻系統，我們設計了一座能耗低、冗餘度高、運行能力強的特殊建築，旨在最大限度地減少二氧化碳（CO2）的產生，從而尊重全球氣候變化的相關法規。 安裝了四個冷卻塔和一個反應時間非常短的高度靈活的控制類型，實現了令人印象深刻的高效率和非凡的節能效果。
浸沒冷卻
浸沒式冷卻是一種將服務器浸入液體中的技術，該液體提供的冷卻介質優於空調通風。 這項技術被引入了 Green 1 系列的 500 號機型，擁有世界上最高效的數據中心。
此外，香港的 3M 行業和數據開發商展示了採用此類技術的設施，可顯著減少空間並降低成本。
下面我們將解釋公司如何實施冷卻系統。
IBM 案例
超級計算機的尺寸在其性能上產生了巨大的功率，但與此優勢相關的是，產生了大量的熱量，從而導致了巨大的電力消耗成本。 為了彌補這一弱點，該行業的大公司已經實施了一項戰略，他們設計了空調製冷系統和低溫房間的設計。
IBM 開發了一種基於冷卻設備的技術，該技術通過使用通過微通道進入內部的水，受到人體血液循環平行性的啟發。 借助這項技術，SuperMUC 被冷卻，它是歐洲最大的超級計算機之一，位於萊布尼茨，已節省 40% 的能源。
聯想設計了一種冷卻系統，其目的是顯著降低其設備的能耗，稱為海王星，其優勢在於使用熱水，基於以下程序：
“在傳統的冷卻系統中，我們必須將水冷卻到低溫才能正確冷卻設備。 我們可以將水放至 50 度，因此冷卻的成本要低得多。
除了上述之外，他們還以互補的方式應用了一個實時監控和調節能源消耗的系統。
超級計算機的主要用途
這項技術在現代人生活中的出現，極大地促進了計算領域的專業人士、研究人員和技術人員的培養，尤其是與這些計算世界巨頭相關的知識。 研究、創新和業務發展中心的合併，對加強工業園區、私營和公共部門數據處理中心的支持正變得越來越普遍。
編程被認為是一個有用的領域，因為它存在於人類發展的不同領域，起源於需要強大計算能力的複雜問題的處理和實時響應問題的應用程序的開發。 在這個應用範圍內，我們有：
- 開發預測和模擬模型，例如地球上人口的遷徙運動、具有低預測誤差的預測氣候模型、氣候變化及其對社會系統和生態系統的影響。
- 它作為工業發展的重心，旨在工程項目的設計和自動化，特別是在該領域的人工智能應用設計方面。您有興趣學習人工智能嗎？ 我建議你繼續閱讀 人工智能的特徵
- 圖像處理，加強管理和地理信息系統，改進機器人技術。
- 在醫學研究中，超級計算機涵蓋了多個領域，例如人工心臟的設計、計算機斷層掃描、腦損傷的估計和 Covid-19 病毒的生化結構表徵，以確定可能與毒性有關的藥物病毒. 病毒, 在這方面 瑪勒諾斯特 位於西班牙的超級計算機正在實時進行此類研究。 它還致力於開展生物技術和基因工程研究。
超級計算機 哪些是最強大的？
在現代世界生存的當前情況下，我們有時會對納米過程等令人難以置信的悖論感到驚訝，其中小型化標誌著實用光學方面的諧波科技發展類別。 超級計算機朝著相反的方向發展，從技術巨頭開始，他們在尋找解決我們環境中湧現的重大問題的解決方案方面具有非凡的魯棒性，並且與作為緩解或消除所提出問題的令人滿意的響應而出現的務實願景不謀而合。
Top500是一個旨在突出當今世界上最強大的500台超級計算機的項目，需要注意的是，這個榜單是由一群計算領域的大師製作的。 這篇文章將使用 2020 年最強大的五台超級計算機。
Summit
他被認為是 世界上最強大的超級計算機. 由 IBM 為田納西州橡樹嶺國家實驗室設計，屬於美國能源部。 由於其 148,6 萬個內核，它佔據了相當於兩個籃球場的空間，並達到了令人印象深刻的 2,41 petaflops。
內華達
它由 IBM 設計，負責創建列表中第二強大的超級計算機，位於加利福尼亞州的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室。 基於一個 硬件 類似於峰會。 Sierra 達到 94,6 petaflops。
雙威太湖之光
這台超級計算機，太湖之光，由國家並行計算工程技術研究中心建造，安裝在無錫國家超級計算中心。（中國）。 與其他同類機器不同，它缺乏加速器芯片，因此其 93 petaflops 依賴於其超過 10 萬個中國雙威處理器。
天河2A
超級計算機也稱為銀河2A，位於國家超級計算中心（中國廣州），由國防科技大學開發，配備英特爾至強處理器，性能達到61,4 petaflops。 根據其運營商的說法，目標是建立政府性質的防禦問題的計算順序。
特拉
這款超級機器由戴爾研發，英特爾配備。 它被認為是世界上最快的超級計算機，位於德克薩斯大學（美國）的德克薩斯高級計算中心。 與三打科學團隊合作，研究與黑洞物理學、量子力學、藥物設計或氣候模型相關的研究。 它的 23,5 petaflops 將提供給科學界，這將受益於它的計算能力，特別是在天體物理學、材料科學、能源、基因組學和自然災害建模領域。
MareNostrum5：非凡的超級計算機
這個名字 計算機MareNostrum，起源於古羅馬人對地中海的命名。 巴塞羅那超級計算中心（National Supercomputing Center）將這個名字賦予了最具象徵意義的超級計算機，它在不同版本中已成為西班牙最強大的機器，在其最新版本 MareNoustrum5 結束時，它被預測為大型計算機之一歐盟的。
讓我們更多地了解這個計算機巨頭。 其容量預計將達到 200 petaflops，超過當前版本 17 petaflops 的約 13,7 倍和 10.000 倍（MareNostrum 4）。 preexcalated 一詞用於表示能夠超過 150 petaflops 障礙的超級計算機。
重要的是要強調歐盟成員國西班牙的投資，該國將公共資源用於超級計算。 政府行政部門，無論其意識形態偏見如何，都對概念產生了極大的興趣。 這些技術的開發和應用，以解決國內外重大問題。
MareNostrum 超級計算機各個版本已經成為歐盟科技研究的基石，這對超級計算來說是一個巨大的支持，不僅在傳播層面，而且在財政資源的支持上。
因此，巴塞羅那超級計算中心提供的工具越多，圍繞它成立的致力於研究的工作組就越多，其主要目的是推廣其最先進的技術，以追求利益並解決影響現代社會的問題。
MareNostrum 不僅是一台出色的超級計算機，而且還代表了一個吸引力的極點，旨在為全球科學界提供使用。
MareNostrum 所做的非常廣泛，它構成了一個設計不同原型的開發計劃，這些原型在每個版本中都創造了一代超級計算機，這是一個更強大、更通用的工具，不僅在其硬件和軟件方面，而且在其對社會的投射方面.
到目前為止，已經開發了五個版本的 MareNostrum 超級計算機。
MareNostrum 1：它的構思得益於西班牙政府與 IBM 公司之間的協同作用，通過一項協議，在 2004 年建造歐洲最快的超級計算機之一。其計算能力為 42.35 Teraflops（每秒 42.35 萬億次運算）。
MareNostrum 2：2006 年 94.21 月，由於對科學項目的巨大需求，其計算能力有所提高。 該容量為 4.812 Teraflops，是其前身的兩倍，為了實現這一性能，處理器數量從 10.240 個增加到 XNUMX 個。
MareNostrum 3：通過更新，達到了1.1的性能峰值。 2012-2013 年千萬億次浮點運算，這要歸功於在 48,896 個節點上增加了 3,056 個 Intel Sandy Bridge 計算，其中包括 84 個節點上的 5110 個 Xeon Phi 42P，擁有超過 115TB 的主內存和 2PB 的 GPFS 磁盤存儲。
MareNostrum 4：2017年底，這家巨頭開始運營，性能達到峰值13.7 Petaflops，其計算能力分佈在兩個完全不同的區塊中，起源於區塊技術。
這些塊的一般用途包含 46 個托盤 3.456 個節點，每個節點有兩個 Intel Xeon Platinum 芯片，每個芯片依次配備 24 個處理器，總共有 165,888 個處理器和 390 TB 的主存，其峰值功率達到 11.15Petaflops，換句話說，它每秒能夠處理超過 XNUMX 億次操作，是其前身的十倍。
最強大的超級計算機：MareNostrum5
2019 年年中，EuroHPC 公司選擇了巴塞羅那超級計算中心作為容納歐洲大陸預擴展能力最高的超級計算機的實體。 S 預計將於 31 年 2020 月 XNUMX 日投入運行，並將成為最重要的超級計算機，用於關注和解決等待現代社會的各種爭議。
通過這種方式，我們可以了解超級計算機在世界上的重要性，這是一項仍在以壓倒性方式蓬勃發展的偉大發明。 美、日、中等世界強國，為人類謀求良性競爭。
然後觀看以下視頻，這樣您就可以擴展您對這個有趣主題的知識。