Сүүлийн жилүүдэд компьютерийн дизайн, үйлдвэрлэлийн компаниуд уйгагүй ажиллаж байна. Үүний үр дүнд дэлхийн хэмжээнд технологийн хэмжээ асар хурдацтай өсч байна.

Хамгийн хүчирхэг компьютерууд

Саяхан л дэлхий нийт DirectX10-ийн талаар мэдэхгүй байсан бөгөөд FarCry эсвэл NFS Underground 2-ын графикууд нь компьютерийн чадавхийн оргил болсон юм шиг санагдсан. Нэгэн цагт 600 мегабайт мэдээлэл хадгалах чадвартай диск нь технологийн гайхамшиг мэт санагдаж байсан бол одоо терабайт санах ойн картыг чөлөөтэй ашиглах боломжтой болжээ.

Суперкомпьютерийн салбарт бараг ижил зүйл тохиолддог. 1993 онд Теннессигийн их сургуулийн профессор Жек Донгарра дэлхийн хамгийн хүчирхэг компьютеруудын зэрэглэлийг гаргах санааг гаргаж ирэв. Түүнээс хойш TOP500 гэж нэрлэгддэг энэхүү жагсаалтыг жилдээ 6, 11-р сард хоёр удаа шинэчилдэг.

Цаг хугацаа өнгөрч, 90-ээд оны эхэн үеийн суперкомпьютерийн үнэлгээний тэргүүлэгчид жирийн компьютер хэрэглэгчдийн жишгээр ч гэсэн хоцрогдсон байна. Тиймээс 1993 онд анхных нь Thinking Machines-ийн угсарсан CM-5/1024 байв: 32 МГц давтамжтай, 59.7 гигафлоп тооцоолох хурдтай 1024 процессор нь таны ширээний доорх энгийн 8 цөмт компьютерээс арай хурдан юм. Өнөөдөр хамгийн сайн компьютер юу вэ?

Sunway TaihuLight

Таван жилийн өмнө далдуу модыг АНУ-д үйлдвэрлэсэн суперкомпьютерууд тогтмол барьж байсан. 2013 онд Хятадын эрдэмтэд манлайллыг булаан авсан бөгөөд үүнийгээ өгөхгүй байгаа бололтой.

Одоогийн байдлаар дэлхийн хамгийн хүчирхэг компьютер бол 93 петафлопс (хамгийн дээд хурд - 125.43 петафлопс) тооцоолох хурдтай Sunway TaihuLight ("Тайху нуурын бурханлаг гэрлийн хүч" гэж орчуулагдсан) гэж тооцогддог. Энэ нь өмнөх дээд амжилтын эзэн болох 2016 оны 6-р сар хүртэл хамгийн хүчирхэг гэгдэж байсан Тианхэ-2 суперкомпьютерээс 2.5 дахин хүчтэй юм.

Sunway Taihulight нь 10.5 сая суурилагдсан цөмтэй (40,960 процессор, тус бүр нь 256 тооцоолох, 4 хяналтын цөмтэй).

2016 оны хамгийн хүчирхэг компьютер иймэрхүү харагдаж байна

Бүх тоног төхөөрөмжийг Хятадад бүтээж, үйлдвэрлэсэн бол өмнөх хамгийн хүчирхэг компьютерийн процессоруудыг Америкийн Intel компани үйлдвэрлэж байжээ. Sunway TaihuLight-ийн өртөг 270 сая доллараар үнэлэгдэж байна. Энэхүү супер компьютер нь Вуши мужийн Үндэсний суперкомпьютерийн төвд байрладаг.

Өмнөх жилүүдийн рекорд эзэмшигчид

2016 оны 6-р сар хүртэл (мөн ТОП 500 жагсаалтыг 6, 11-р сар болгон шинэчилдэг) хамгийн хүчирхэг, хамгийн хурдан компьютер нь Хятадад Батлан хамгаалахын шинжлэх ухаан, технологийн их сургуульд бүтээгдсэн Тианхэ-2 (хятад хэлнээс "Сүүн зам" гэж орчуулсан) супер машин байв. Inspur компанийн тусламжтайгаар Чанша .

Тианхэ-2-ийн хүч нь секундэд 2507 их наяд ажиллагаа (секундэд 33.86 петафлопс) гүйцэтгэдэг бөгөөд хамгийн дээд гүйцэтгэл нь 54.9 петафлопс юм. Хятадын хөгжил 2013 онд нээлтээ хийснээсээ хойш энэ зэрэглэлийг тэргүүлсэн нь үнэхээр гайхалтай үзүүлэлт юм!

Суперкомпьютер Тианхэ-2

Tianhe-2-ийн шинж чанарууд нь: 16 мянган зангилаа, 32 мянган 12 цөмт Intel Xeon E5-2692 процессор, 48 мянган 57 цөмт Intel Xeon Phi 31S1P хурдасгуур, энэ нь нийт 3,120,000 цөм гэсэн үг; Тус бүр нь 4 ГБ хэмжээтэй 256 мянган DDR3 RAM ба 176,000 GDDR5 8 ГБ хэмжээтэй, нийт 2,432,000 ГБ санах ойтой. Хатуу дискний багтаамж 13 сая ГБ-аас их. Гэсэн хэдий ч та үүн дээр тоглох боломжгүй - энэ нь зөвхөн тооцоолоход зориулагдсан бөгөөд Milky Way 2-д видео карт суулгаагүй болно. Тэр дундаа метро тавих, хот тохижилтын тооцоо хийхэд тустай.

Ягуар

Удаан хугацааны турш АНУ-ын суперкомпьютер болох Jaguar чансааг тэргүүлж байсан. Энэ нь бусдаас юугаараа ялгаатай вэ, техникийн давуу тал нь юу вэ?

Jaguar хэмээх супер компьютер нь XT4 ба XT5 гэсэн хоёр хэсэгт хуваагдсан олон тооны бие даасан эсүүдээс бүрддэг. Сүүлийн хэсэгт яг 18688 тооцооллын нүд байна. Нүд бүр нь 2.3 GHz давтамжтай зургаан цөмт AMD Opteron 2356 процессор, 16 ГБ DDR2 RAM, мөн SeaStar 2+ чиглүүлэгчийг агуулдаг. Тоглоомын хамгийн хүчирхэг компьютерийг бүтээхэд энэ хэсгээс нэг нүд ч хангалттай байх болно. Хэсэг нь зөвхөн 149,504 тооцоолох цөм, асар их хэмжээний RAM - 300 гаруй ТБ, түүнчлэн 1.38 Петафлоп, 6 Петабайт дискний багтаамжтай.

Компьютерийн мангас бүтээх

XT4 хуваалт нь 7832 нүдтэй. Тэдний шинж чанар нь өмнөх XT5 хэсгийнхээс илүү даруухан: нүд бүр нь 2.1 ГГц давтамжтай зургаан цөмт нэг процессор, 8 ГБ шуурхай санах ой, SeaStar 2 чиглүүлэгчийг агуулдаг.Энэ хэсэг нь нийтдээ 31,328 тооцоолох цөмтэй ба түүнээс дээш 62 TB санах ой, түүнчлэн 263 TFLOPS-ийн дээд гүйцэтгэл, 600 ТБ-аас дээш дискний зай. Jaguar суперкомпьютер нь өөрийн үйлдлийн систем болох Cray Linux Environment дээр ажилладаг.

IBM - Roadrunner-ийн санаа болсон Jaguar-ийн араар өөр нэг компьютер амьсгалж байна. Хамгийн хүчирхэг тооцоолох мангас нь секундэд 1000,000,000,000 хүртэлх үйлдлийг тооцоолох чадвартай. Үүнийг Лос Аламос дахь Эрчим хүчний яамны Үндэсний цөмийн аюулгүй байдлын удирдах газарт тусгайлан боловсруулсан. Энэхүү супер компьютерийн тусламжтайгаар тэд АНУ-д байрладаг бүх цөмийн байгууламжийн ажиллагааг хянахаар төлөвлөжээ.

Road Runner-ийн боловсруулалтын дээд хурд нь ойролцоогоор 1.5 петафлопс юм. Бид тус бүр нь секундэд 400 тэрбум үйлдэл хийх чадвартай (өөрөөр хэлбэл 400 гигафлоп) 3456 анхны гурван иртэй серверийн хүчин чадлын тухай ярьж байна. Roadrunner дотор 20 мянга орчим өндөр хүчин чадалтай хоёр цөмт процессорууд байдаг - 12,960 Cell Broadband Engine ба 6948 AMD Opteron нь IBM-ийн өөрийнх нь санаа юм. Ийм супер компьютер нь 80 терабайт системийн санах ойтой.

Тэгвэл технологийн энэхүү гайхамшиг хэр их зай эзэлдэг вэ? Машин нь 560 хавтгай дөрвөлжин метр талбайд байрладаг. Мөн хэлтсийн бүх тоног төхөөрөмжийг анхны архитектурын серверт багцалсан болно. Бүх тоног төхөөрөмж нь ойролцоогоор 23 тонн жинтэй. Тиймээс үүнийг тээвэрлэхийн тулд Цөмийн аюулгүй байдлын үндэсний газрын ажилтнуудад дор хаяж 21 том трактор хэрэгтэй болно.

Петафлопс гэж юу болох талаар хэдэн үг хэлье. Нэг петафлоп нь орчин үеийн 100 мянган зөөврийн компьютерын нийт хүчин чадалтай тэнцүү юм. Хэрэв та төсөөлж үзвэл тэд бараг хоёр, хагас километр урт замыг засаж чадна. Өөр нэг хүртээмжтэй харьцуулалт: 46 жилийн дотор манай гарагийн нийт хүн ам тооцоолуур ашиглан Roadrunner нэг өдрийн дотор хийж чадах тооцоог хийх болно. Манай рейтингийн тэргүүлэгч Sunway TaihuLigh-д хэр бага хэрэгтэй болохыг та төсөөлж байна уу?

Титан

2012 онд АНУ-ын Эрчим хүчний яамны Оак Риджийн үндэсний лаборатори 20 петафлоп хурдтай, өөрөөр хэлбэл нэг секундын дотор квадриллион хөвөгч цэгийн үйлдлийг гүйцэтгэх чадвартай Титан супер компьютерийг эхлүүлсэн.

Титаныг Cray бүтээсэн. Америкийн мэргэжилтнүүд Титанаас гадна сүүлийн жилүүдэд дахин хоёр супер компьютер бүтээжээ. Тэдний нэг болох Мира нь үйлдвэрлэлийн болон шинжлэх ухааны судалгааны хэрэгцээнд зориулагдсан бөгөөд нөгөө нь Sequoia-ийн тусламжтайгаар цөмийн зэвсгийн туршилтыг дуурайлган хийдэг. Энэ бүх бүтээн байгуулалтын ард IBM корпораци байгаа.

Оросын хамгийн хүчирхэг компьютер

Харамсалтай нь, Оросын хамгийн хүчирхэг компьютер гэж хүлээн зөвшөөрөгдсөн "Ломоносов-2" Оросын бүтээн байгуулалт нь TOP500-д ердөө 41-р байранд (2016 оны 6-р сарын байдлаар) орсон байна. Энэ нь Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Шинжлэх ухааны тооцооллын төвд байрладаг. Дотоодын суперкомпьютерийн хүч нь 1849 петафлопс, хамгийн их хүч нь 2.5 петафлопс юм. Цөмийн тоо: 42,688.

Yandex.Zen дээрх манай сувагт бүртгүүлээрэй

Суперкомпьютер Титан

Хүмүүс Ангараг руу нисээгүй, хорт хавдар хараахан эдгээгүй, бид газрын тосны донтолтоос салаагүй байна. Гэсэн хэдий ч сүүлийн хэдэн арван жилд хүн төрөлхтөн гайхалтай ахиц дэвшил гаргасан газрууд байдаг. Компьютерийн тооцоолох чадвар бол тэдгээрийн зөвхөн нэг нь юм.

Лоренс Берклигийн үндэсний лаборатори болон Теннессигийн их сургуулийн мэргэжилтнүүд жилд хоёр удаа дэлхийн хамгийн хүчирхэг суперкомпьютеруудын жагсаалтыг гаргадаг Топ 500-г гаргадаг.

Цаашид бага зэрэг харвал бид эдгээр тоонуудыг урьдчилан амтлахыг санал болгож байна: эхний аравт багтсан төлөөлөгчдийн бүтээмжийг хэдэн арван квадриллион флопоор хэмждэг. Харьцуулбал: Түүхэн дэх анхны компьютер болох ENIAC нь 500 флопын чадалтай байсан; Өнөөдөр дундаж хувийн компьютер хэдэн зуун гигафлоптой (тэрбум флоп), iPhone 6 нь ойролцоогоор 172 гигафлоптой, PS4 нь 1.84 терафлоптой (триллион флоп).

2014 оны 11-р сарын шилдэг 500 шилдэг бүтээлээр зэвсэглэсэн Нүцгэн шинжлэх ухаан дэлхийн хамгийн хүчирхэг 10 суперкомпьютер гэж юу болох, ямар асуудлыг шийдвэрлэхэд асар их тооцоолох хүч шаардагддаг болохыг олж мэдэхээр шийджээ.

Байршил: АНУ
Гүйцэтгэл: 3.57 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 6.13 петафлопс
Эрчим хүч: 1.4 МВт

Бараг бүх орчин үеийн суперкомпьютеруудын нэгэн адил CS-Storm нь маш параллель архитектурын зарчим дээр суурилсан нэг компьютерийн сүлжээнд нэгдсэн олон процессоруудаас бүрддэг. Бодит байдал дээр энэ систем нь бүхэл бүтэн коридорыг бүрдүүлдэг электроник (олон цөмт процессоруудаас бүрдэх зангилаа) бүхий олон тавиураас ("кабинет") бүрддэг.

Cray CS-Storm бол бүхэл бүтэн супер компьютерийн кластерууд боловч тэдгээрийн нэг нь бусдаас онцгой хэвээр байна. Тодруулбал, энэ нь нууцлаг CS-Storm бөгөөд АНУ-ын засгийн газар тодорхойгүй зориулалтаар, үл мэдэгдэх байршилд ашиглаж байна.

АНУ-ын албан тушаалтнууд эрчим хүчний хэрэглээний хувьд маш үр ашигтай (1 ватт тутамд 2386 мегафлоп) CS-Storm-ыг Америкийн Cray компаниас нийт 79 мянган цөмтэй худалдаж авсан нь мэдэгдэж байна.

Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэгчийн вэбсайтад CS-Storm кластерууд нь кибер аюулгүй байдал, гео орон зайн тагнуул, хэв маягийг таних, газар хөдлөлтийн мэдээлэл боловсруулах, дүрслэх, машин сурах зэрэг салбарт өндөр гүйцэтгэлтэй тооцоолоход тохиромжтой гэж мэдэгджээ. Энэ цувралын хаа нэгтээ засгийн газрын CS-Storm-ийн хэрэглээ тогтсон байх магадлалтай.

CRAY CS-STORM

9. Вулкан – Цэнхэр ген/Q

Байршил: АНУ
Гүйцэтгэл: 4.29 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 5.03 петафлопс
Эрчим хүч: 1.9 МВт

"Вулкан"-ыг Америкийн IBM компани бүтээсэн бөгөөд Цэнхэр Генийн гэр бүлд хамаарах бөгөөд Лоренс Ливерморын үндэсний лабораторид байрладаг. АНУ-ын Эрчим хүчний яамны мэдэлд байдаг энэхүү супер компьютер нь 24 тавиураас бүрддэг. Кластер 2013 онд үйл ажиллагаагаа явуулж эхэлсэн.

Өмнө дурьдсан CS-Storm-ээс ялгаатай нь Вулканыг ашиглах цар хүрээ нь сайн мэддэг - байгалийн үзэгдлийг загварчлах, их хэмжээний өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх гэх мэт эрчим хүчний салбарт янз бүрийн шинжлэх ухааны судалгаа хийдэг.

Төрөл бүрийн шинжлэх ухааны бүлгүүд болон компаниуд Ливерморын үндэсний лабораторид байрладаг Өндөр гүйцэтгэлтэй тооцооллын инновацийн төвд (HPC инновацийн төв) өргөдөл гаргаснаар супер компьютерт нэвтрэх боломжтой болно.

Суперкомпьютер Вулкан

8. Juqueen – Цэнхэр ген/Q

Байршил: Герман
Гүйцэтгэл: 5 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 5.87 петафлопс
Эрчим хүч: 2.3 МВт

2012 онд худалдаанд гарснаасаа хойш Juqueen нь Европ дахь хоёр дахь хамгийн хүчирхэг суперкомпьютер, Германы анхны суперкомпьютер юм. Вулканы нэгэн адил энэхүү супер компьютерийн кластерийг IBM компани Blue Gene төслийн хүрээнд бүтээсэн бөгөөд Q-ын ижил үеийнх юм.

Энэхүү супер компьютер нь Европын хамгийн том судалгааны төвүүдийн нэг Юлич хотод байрладаг. Үүний дагуу янз бүрийн шинжлэх ухааны судалгаанд өндөр гүйцэтгэлтэй тооцоолоход ашигладаг.

Juqueen супер компьютер

7. Stampede – PowerEdge C8220

Байршил: АНУ
Гүйцэтгэл: 5.16 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 8.52 петафлопс
Эрчим хүч: 4.5 МВт

Техас мужид байрладаг Stampede бол Америкийн Dell компанийн бүтээсэн Топ 500-ын эхний аравт багтсан цорын ганц кластер юм. Супер компьютер нь 160 тавиураас бүрдэнэ.

Энэхүү суперкомпьютер нь зөвхөн судалгааны зорилгоор ашиглагддаг дэлхийн хамгийн хүчирхэг нь юм. Stampede байгууламжид нэвтрэх нь шинжлэх ухааны бүлгүүдэд нээлттэй. Энэ кластер нь хүний тархины нарийн томографи, газар хөдлөлтийг урьдчилан таамаглахаас эхлээд хөгжим, хэлний бүтэц дэх хэв маягийг тодорхойлох хүртэл шинжлэх ухааны өргөн хүрээний салбарт ашиглагддаг.

Supercomputer Stampede

6. Piz Daint – Cray XC30

Байршил: Швейцарь
Гүйцэтгэл: 6.27 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 7.78 петафлопс
Эрчим хүч: 2.3 МВт

Швейцарийн Үндэсний суперкомпьютерийн төв (CSCS) нь Европ дахь хамгийн хүчирхэг суперкомпьютерээр гайхагддаг. Альпийн уулын нэрээр нэрлэгдсэн Piz Daint-ийг Крэй бүтээсэн бөгөөд XC30 гэр бүлд хамаарах бөгөөд хамгийн бүтээмжтэй нь юм.

Piz Daint нь өндөр энергийн физикийн чиглэлээр компьютерийн симуляци хийх гэх мэт янз бүрийн судалгааны зорилгоор ашиглагддаг.

Супер компьютер Piz Daint

5. Мира – Цэнхэр ген/Q

Байршил: АНУ
Гүйцэтгэл: 8.56 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 10.06 петафлопс
Эрчим хүч: 3.9 МВт

Мира супер компьютерийг IBM компани Blue Gene төслийн хүрээнд 2012 онд бүтээжээ. Кластер байрладаг Аргонн үндэсний лабораторийн Өндөр гүйцэтгэлтэй тооцооллын хэлтэс нь засгийн газрын санхүүжилтээр байгуулагдсан. 2000-аад оны сүүл, 2010-аад оны эхээр Вашингтоноос суперкомпьютерийн технологийг сонирхож эхэлсэн нь энэ чиглэлээр Хятадтай өрсөлдсөнтэй холбоотой гэж үздэг.

48 тавиур дээр байрладаг Мира нь шинжлэх ухааны зорилгоор ашиглагддаг. Жишээлбэл, суперкомпьютерийг цаг уурын болон газар хөдлөлтийн загварчлалд ашигладаг бөгөөд энэ нь газар хөдлөлт, уур амьсгалын өөрчлөлтийг урьдчилан таамаглах талаар илүү нарийвчлалтай мэдээлэл авах боломжийг олгодог.

Супер компьютер Мира

4. K Компьютер

Байршил: Япон
Гүйцэтгэл: 10.51 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 11.28 петафлопс
Эрчим хүч: 12.6 МВт

Фүжицү компанийн бүтээсэн, Кобе дахь Физик-химийн судалгааны хүрээлэнд байрладаг K компьютер нь шилдэг 500-ийн эхний аравт багтсан цорын ганц Японы супер компьютер юм.

Нэгэн цагт (2011 оны 6-р сард) энэ кластер нь чансааны эхний байрыг эзэлж, нэг жилийн хугацаанд дэлхийн хамгийн бүтээмжтэй компьютер болсон. Мөн 2011 оны 11-р сард K Computer нь түүхэн дэх анхны 10 петафлопс-ээс дээш хүчин чадалтай болсон.

Супер компьютерийг хэд хэдэн судалгааны ажилд ашигладаг. Жишээлбэл, байгалийн гамшгийг урьдчилан таамаглах (бүс нутгийн газар хөдлөлтийн идэвхжил нэмэгдэж, цунамигийн үед тус улсын эмзэг байдал өндөр байгаа тул Японд чухал ач холбогдолтой) болон анагаах ухааны салбарт компьютерийн загварчлал хийх.

Супер компьютер К

3. Sequoia – Цэнхэр ген/Q

Байршил: АНУ
Гүйцэтгэл: 17.17 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 20.13 петафлопс
Эрчим хүч: 7.8 МВт

Үнэлгээний эхний аравт багтсан Blue Gene/Q гэр бүлийн дөрвөн суперкомпьютерийн хамгийн хүчирхэг нь АНУ-ын Ливерморын үндэсний лабораторид байрладаг. IBM нь Sequoia-г Үндэсний Цөмийн Аюулгүй Байдлын Захиргааны (NNSA)-д зориулан бүтээсэн бөгөөд үүнд цөмийн дэлбэрэлтийг дуурайлган хийх маш тодорхой зорилгоор өндөр хүчин чадалтай компьютер хэрэгтэй байв.

1963 оноос хойш жинхэнэ цөмийн туршилт хийхийг хориглож, компьютерийн симуляци нь энэ чиглэлээр үргэлжлүүлэн судалгаа явуулах хамгийн хүлээн зөвшөөрөгдөх хувилбаруудын нэг гэдгийг дурдах нь зүйтэй.

Гэсэн хэдий ч суперкомпьютерийн хүчийг бусад, илүү эрхэм асуудлуудыг шийдвэрлэхэд ашигласан. Жишээлбэл, кластер нь сансар судлалын загварчлал, түүнчлэн хүний зүрхний электрофизиологийн загварыг бий болгоход гүйцэтгэлийн дээд амжилт тогтоож чадсан.

Sequoia супер компьютер

2. Титан – Крэй XK7

Байршил: АНУ
Гүйцэтгэл: 17.59 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 27.11 петафлопс
Эрчим хүч: 8.2 МВт

Баруунд бүтээгдсэн хамгийн бүтээмжтэй суперкомпьютер, мөн Cray брэндийн хамгийн хүчирхэг компьютерийн кластер нь АНУ-д Оак Риджийн үндэсний лабораторид байрладаг. Хэдийгээр АНУ-ын Эрчим хүчний яамны мэдэлд байгаа суперкомпьютер нь ямар ч шинжлэх ухааны судалгаанд албан ёсоор бэлэн байдаг ч 2012 оны 10-р сард Титаныг хөөргөхөд хэрэглээний тоо бүх хязгаараас давсан байна.

Ийм учраас Оак Рижийн лаборатори дээр тусгай комисс хуралдаж, 50 гаруй өргөдөл ирүүлснээс хамгийн “дэвшилтэт” 6 төслийг л сонгосон. Тухайлбал, цөмийн реакторын гол цөм дэх нейтроны үйл ажиллагааг загварчлах, мөн ойрын 1-5 жилийн дэлхийн цаг уурын өөрчлөлтийг урьдчилан таамаглах зэрэг орно.

Тооцоолох чадвар, гайхалтай хэмжээс (404 хавтгай дөрвөлжин метр) байсан ч Титан суурин дээр удаан тэссэнгүй. 2012 оны арваннэгдүгээр сард ялалт байгуулснаас хойш ердөө зургаан сарын дараа өндөр хүчин чадалтай тооцооллын салбарт Америкийн бахархал дорно дахины уугуул иргэнээр гэнэт халагдаж, өмнөх чансааны тэргүүлэгчдийг урьд өмнө байгаагүй хэмжээгээр гүйцэж түрүүлэв.

Суперкомпьютер Титан

1. Тианхэ-2 / Сүүн зам-2

Байршил: Хятад
Гүйцэтгэл: 33.86 петафлопс
Онолын хувьд хамгийн их гүйцэтгэл: 54.9 петафлопс
Эрчим хүч: 17.6 МВт

Тянхэ-2 буюу Сүүн зам-2 нь анх хөөргөсөн цагаасаа хойш хоёр жил орчим хугацаанд Топ-500-г тэргүүлсээр ирсэн. Энэхүү мангас нь чансааны 2-р байр болох TITAN суперкомпьютерээс бараг хоёр дахин хүчтэй юм.

Ардын чөлөөлөх армийн Батлан хамгаалахын шинжлэх ухаан технологийн их сургууль болон Инспур хамтран бүтээсэн "Тянхэ-2" нь нийт 3.12 сая цөмтэй 16 мянган зангилаанаас бүрддэг. 720 метр квадрат талбайг эзэлдэг энэхүү асар том байгууламжийн RAM нь 1.4 петабайт, хадгалах төхөөрөмж нь 12.4 петабайт юм.

Сүүн зам 2-ыг Хятадын засгийн газрын санаачилгаар зохион бүтээсэн тул түүний урьд өмнө байгаагүй их хүч нь улсын хэрэгцээнд нийцэж байгаа нь гайхах зүйл биш юм. Энэхүү супер компьютер нь янз бүрийн симуляци хийж, асар их хэмжээний өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийхээс гадна Хятадын үндэсний аюулгүй байдлыг хангадаг гэдгийг албан ёсоор мэдэгдэв.

Хятадын цэргийн төслүүдийн нууцыг харгалзан үзвэл, "Сүүн зам-2" нь Хятадын армийн гарт үе үе ямар төрлийн ашиг тус хүртдэгийг тааж болно.

Суперкомпьютер Тианхэ-2

Нүүр хуудас → Дотоодын компьютерийн технологийн түүх → Супер компьютерууд

Супер компьютерууд

Андрей Борзенко

Суперкомпьютер бол хамгийн хурдан компьютер юм. Тэдний үндсэн фрэймүүдээс гол ялгаа нь дараах байдалтай байна: ийм компьютерийн бүх нөөц нь ихэвчлэн нэг юм уу ядаж хэд хэдэн ажлыг аль болох хурдан шийдвэрлэхэд чиглэгддэг бол үндсэн фрэймүүд нь дүрмээр бол тус бүртэй өрсөлддөг нэлээд олон тооны ажлыг гүйцэтгэдэг. бусад. Компьютерийн үйлдвэрлэлийн хурдацтай хөгжил нь үндсэн ойлголтын харьцангуй чанарыг тодорхойлдог - арван жилийн өмнө суперкомпьютер гэж нэрлэгдэх байсан зүйл өнөөдөр энэ тодорхойлолтод хамаарахаа больсон. Мөн суперкомпьютерийн тухай хошин тодорхойлолт байдаг: энэ нь тооцоолох асуудлыг оролт-гаралтын асуудал болгон багасгадаг төхөөрөмж юм. Гэсэн хэдий ч үүнд зарим нэг үнэн байдаг: ихэвчлэн өндөр хурдны систем дэх цорын ганц саад тотгор нь I/O төхөөрөмжүүд юм. Жилд хоёр удаа нийтлэгддэг дэлхийн хамгийн хүчирхэг таван зуун системийн албан ёсны жагсаалтаас (http://www.top500.org) ямар суперкомпьютер хамгийн өндөр үзүүлэлттэй байгааг олж мэдэх боломжтой.

Аливаа компьютерт бүх үндсэн параметрүүд хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Өндөр хүчин чадалтай, дутуу RAM эсвэл асар том RAM, жижиг дискний зайтай бүх нийтийн компьютерийг төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Энэ шалтгааны улмаас суперкомпьютерууд нь одоогоор хамгийн их гүйцэтгэлээр бус, хамгийн их хэмжээний RAM болон дискний санах ойгоор тодорхойлогддог. Ийм техникийн шинж чанарыг хангах нь нэлээд үнэтэй байдаг - супер компьютерийн үнэ маш өндөр байдаг. Хэдэн арван эсвэл хэдэн зуун сая долларын өртөгтэй системийг шаарддаг ямар ажлууд маш чухал вэ? Дүрмээр бол эдгээр нь өргөн хүрээний хэрэглээ бүхий шинжлэх ухаан эсвэл инженерийн тооцооллын үндсэн асуудлууд бөгөөд үр дүнтэй шийдэл нь зөвхөн хүчирхэг тооцоолох нөөц байгаа тохиолдолд л боломжтой юм. Энэ төрлийн асуудал гардаг цөөн хэдэн газар энд байна:

цаг агаар, уур амьсгал, дэлхийн агаар мандлын өөрчлөлтийн урьдчилсан мэдээ;
материалын шинжлэх ухаан;
хагас дамжуулагч төхөөрөмж барих;
хэт дамжуулалт;
бүтцийн биологи;
эмийн үйлдвэрлэл;
хүний генетик;
квант хромодинамик;
одон орон судлал;
автомашины үйлдвэрлэл;
тээврийн даалгавар;
ус ба хийн динамик;
хяналттай термоядролын нэгдэл;
түлшний шаталтын системийн үр ашиг;
газрын тос, байгалийн хийн хайгуул;
далайн шинжлэх ухааны тооцооллын асуудлууд;
яриа таних, нэгтгэх;
зураг таних.

Хамгийн орчин үеийн элементийн баазыг ашиглаад зогсохгүй системийн архитектурын шинэ шийдлүүдийн ачаар суперкомпьютерууд маш хурдан тооцоолдог. Энд гол байрыг хэд хэдэн үйлдлийг нэгэн зэрэг (зэрэгцээ) гүйцэтгэх санааг агуулсан параллель өгөгдөл боловсруулах зарчим эзэлдэг. Зэрэгцээ боловсруулалт нь дамжуулах хоолой ба бодит параллелизм гэсэн хоёр төрөлтэй. Дамжуулах хоолойн боловсруулалтын мөн чанар нь ерөнхий үйл ажиллагааг гүйцэтгэх бие даасан үе шатуудыг тодруулах явдал бөгөөд үе шат бүр ажлаа дуусгасны дараа үр дүнг дараагийн шатанд шилжүүлэхийн зэрэгцээ оролтын мэдээллийн шинэ хэсгийг нэгэн зэрэг хүлээн авдаг. Боловсруулалтын хурдны тодорхой өсөлтийг өмнө нь зайтай үйлдлүүдийг нэгтгэснээр олж авдаг.

Хэрэв тодорхой төхөөрөмж нэгж хугацаанд нэг үйлдэл хийдэг бол мянган нэгжид мянган үйлдэл хийнэ. Хэрэв нэгэн зэрэг ажиллах чадвартай таван ижил бие даасан төхөөрөмж байгаа бол таван төхөөрөмжөөс бүрдсэн систем нь ижил мянган үйлдлийг мянга биш, харин хоёр зуун нэгж хугацаанд гүйцэтгэх боломжтой. Үүний нэгэн адил N төхөөрөмжүүдийн систем нь 1000/N нэгж хугацаанд ижил ажлыг гүйцэтгэх болно.

Мэдээжийн хэрэг, өнөөдөр цөөхөн хүн компьютерийн архитектур дахь параллелизмыг гайхшруулж байна. Орчин үеийн бүх микропроцессорууд нэг чип дотор ч гэсэн зарим төрлийн зэрэгцээ боловсруулалтыг ашигладаг. Үүний зэрэгцээ эдгээр санаанууд өөрсдөө маш эрт дээр үеэс гарч ирсэн. Эхэндээ тэдгээрийг тухайн үеийн хамгийн дэвшилтэт, тиймээс ганц компьютерт нэвтрүүлсэн. Энд тусгай зээл нь IBM болон Control Data Corporation (CDC) -д очдог. Бид бит-параллель санах ой, бит-параллель арифметик, бие даасан оролт/гаралтын процессор, командын дамжуулах хоолой, дамжуулах хоолойн бие даасан функциональ нэгж гэх мэт инновацийн тухай ярьж байна.

Ихэвчлэн "супер компьютер" гэдэг үг нь Cray компьютеруудтай холбоотой байдаг ч өнөөдөр энэ нь тийм ч хол байна. Анхны супер компьютерийг бүтээгч, ерөнхий зохион бүтээгч нь компьютерийн салбарын хамгийн домогт хүмүүсийн нэг Сеймур Крэй байв. 1972 онд тэрээр CDC-ийг орхиж, өөрийн Cray Research компанийг байгуулжээ. Анхны суперкомпьютер CRAY-1 нь дөрвөн жилийн дараа (1976 онд) бүтээгдсэн бөгөөд 12 дамжуулах хоолой бүхий функциональ нэгж бүхий вектор шугамын архитектуртай байв. Cray-1-ийн оргил гүйцэтгэл нь 160 MT/s (12.5 ns цаг) байсан ба 64 битийн RAM (үүнийг 8 МБ хүртэл өргөтгөх боломжтой) нь 50 нс-ийн мөчлөгийн хугацаатай байв. Гол шинэчлэл нь мэдээжийн хэрэг бие даасан мэдээллийн бүхэл бүтэн массивтай ажилладаг вектор командуудыг нэвтрүүлж, дамжуулах хоолойн функциональ төхөөрөмжийг үр ашигтай ашиглах боломжийг олгодог.

60-80-аад оны туршид суперкомпьютер үйлдвэрлэх дэлхийн тэргүүлэгчдийн анхаарал их хэмжээний хөвөгч цэгийн асуудлыг шийдвэрлэхэд сайн тооцооллын системийг үйлдвэрлэхэд төвлөрч байв. Ийм ажлууд хомс байсангүй - бараг бүгдээрээ цөмийн судалгаа, сансрын загварчлалтай холбоотой байсан бөгөөд цэргийн ашиг сонирхолд нийцүүлэн гүйцэтгэсэн. Хамгийн богино хугацаанд хамгийн их гүйцэтгэлд хүрэх хүсэл нь системийн чанарыг үнэлэх шалгуур нь түүний үнэ биш, харин гүйцэтгэл юм. Жишээлбэл, Cray-1 суперкомпьютер нь тохиргооноос хамааран 4-11 сая долларын үнэтэй байв.

80-90-ээд оны зааг дээр. Хүйтэн дайн дуусч, цэргийн захиалга арилжааны захиалгаар солигдов. Тэр үед энэ салбар нь цуваа процессор үйлдвэрлэхэд маш их амжилтанд хүрсэн. Тэд захиалгат төхөөрөмжтэй ойролцоогоор ижил тооцоолох чадвартай байсан ч хамаагүй хямд байсан. Стандарт бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон хувьсах тооны процессоруудыг ашиглах нь өргөтгөх чадварын асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгосон. Одоо тооцоолох ачаалал нэмэгдэхийн хэрээр суперкомпьютер болон түүний дагалдах төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэлийг шинэ процессорууд болон оролт гаралтын төхөөрөмжүүдийг нэмснээр нэмэгдүүлэх боломжтой болсон. Ийнхүү 1990 онд Intel iPSC/860 суперкомпьютер 128 процессортой тэнцэхүйц LINPACK тестээр 2.6 Gflops гүйцэтгэлтэй гарч ирсэн.

Өнгөрсөн арваннэгдүгээр сард дэлхийн хамгийн хүчирхэг 500 компьютерын жагсаалтын 18 дахь хувилбар болох Топ 500-г нийтэлсэн. Жагсаалтыг тэргүүлсэн хэвээр байгаа IBM корпораци (http://www.ibm.com) суурилагдсан системийн 32%, нийт бүтээмжийн 37%-ийг эзэмшдэг. Сонирхолтой мэдээ бол Hewlett-Packard системийн тоогоор (30%) хоёрдугаарт орсон явдал байв. Түүгээр ч барахгүй эдгээр бүх системүүд харьцангуй бага тул тэдгээрийн нийт гүйцэтгэл нь бүх жагсаалтын ердөө 15% -ийг эзэлдэг. Compaq-тай нэгдсэний дараа шинэ компани жагсаалтад давамгайлах төлөвтэй байна. Жагсаалтын компьютеруудын тоогоор дараа нь SGI, Cray, Sun Microsystems нар оржээ.

Дэлхийн хамгийн хүчирхэг суперкомпьютер бол Ливерморын лабораторид (АНУ) суурилуулсан, LINPACK тестээр 7.2 Tflops гүйцэтгэлийг харуулсан (оргил гүйцэтгэлийн 58%) ASCI White систем хэвээр байсан (бид дараа нь эргэж ирэх болно). Хоёрдугаарт Питтсбургийн суперкомпьютерийн төвд суурилуулсан 4 Tflops хүчин чадалтай Compaq AlphaServer SC систем оржээ. Cray T3E систем нь 94 Gflops-ийн LINPACK гүйцэтгэлээр жагсаалтыг хаадаг.

Жагсаалтад 1 терафлопоос дээш хүчин чадалтай 16 системийг аль хэдийн оруулсан бөгөөд тэдгээрийн тал хувийг IBM суулгасан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Жижиг SMP блокуудын кластерууд болох системүүдийн тоо тогтмол нэмэгдэж байна - одоо жагсаалтад 43 ийм систем байна. Гэсэн хэдий ч жагсаалтын дийлэнх хэсэг нь асар их зэрэгцээ систем (50%), дараа нь том SMP системүүдээс бүрдсэн кластерууд (29%) байна.

Архитектурын төрлүүд

Зэрэгцээ компьютерийг ангилах гол параметр нь хуваалцсан эсвэл түгээсэн санах ой байгаа эсэх юм. Энэ хооронд санах ой нь физикийн хувьд тархсан боловч логикийн хувьд хуваалцдаг архитектурууд юм. Техник хангамжийн үүднээс авч үзвэл зэрэгцээ системийг хэрэгжүүлэх хоёр үндсэн схемийг санал болгож байна. Эхнийх нь орон нутгийн санах ой, процессортой хэд хэдэн тусдаа системүүд бөгөөд зарим орчинд мессеж илгээх замаар харилцан үйлчилдэг. Хоёр дахь нь дундын санах ойгоор харилцан үйлчилдэг системүүд юм. Одоохондоо техникийн нарийн ширийнийг ярихгүйгээр орчин үеийн суперкомпьютеруудын архитектурын төрлүүдийн талаар хэдэн үг хэлье.

Түгээмэл санах ойтой асар их зэрэгцээ системүүдийн санаа (Massively Parallel Processing, MPP) нь маш энгийн. Энэ зорилгоор энгийн микропроцессоруудыг авч, тус бүр нь өөрийн дотоод санах ойгоор тоноглогдсон бөгөөд ямар нэгэн шилжүүлэгчээр холбогддог. Ийм архитектур нь олон давуу талтай. Хэрэв танд өндөр гүйцэтгэл хэрэгтэй бол илүү олон процессор нэмж болно, хэрэв санхүү хязгаарлагдмал эсвэл шаардлагатай тооцоолох хүчин чадал нь урьдчилан мэдэгдэж байвал оновчтой тохиргоог сонгоход хялбар байдаг. Гэхдээ МАН-д бас сул тал бий. Баримт нь процессоруудын харилцан үйлчлэл нь процессорууд өөрсдөө өгөгдөл боловсруулахаас хамаагүй удаан байдаг.

Хуваалцсан санах ойтой зэрэгцээ компьютерт бүх RAM нь хэд хэдэн ижил процессоруудад хуваагддаг. Энэ нь өмнөх ангийн асуудлуудыг арилгаж, харин шинээр нэмж оруулдаг. Дундын санах ойд хандах боломжтой процессоруудын тоог зөвхөн техникийн шалтгаанаар нэмэгдүүлэх боломжгүй байгаа нь баримт юм.

Вектор дамжуулах компьютерын гол онцлог нь мэдээж дамжуулах хоолойн функциональ нэгжүүд ба векторын зааврын багц юм. Уламжлалт аргаас ялгаатай нь вектор командууд нь бие даасан өгөгдлийн бүх массив дээр ажилладаг бөгөөд энэ нь боломжтой дамжуулах хоолойг үр дүнтэй ачаалах боломжийг олгодог.

Сүүлчийн чиглэл нь хатуухан хэлэхэд бие даасан биш, харин өмнөх гурвын хослол юм. Тооцооллын зангилаа нь хэд хэдэн процессор (уламжлалт эсвэл вектор дамжуулах хоолой) ба тэдгээрийн нийтлэг санах ойноос үүсдэг. Хэрэв олж авсан тооцоолох хүчин чадал хангалтгүй бол хэд хэдэн зангилаа нь өндөр хурдны сувгуудтай хослуулагддаг. Та бүхний мэдэж байгаагаар ийм архитектурыг кластер гэж нэрлэдэг.

MPP системүүд

Их хэмжээний зэрэгцээ өргөтгөх боломжтой системүүд нь их хэмжээний тооцоолол, өгөгдөл боловсруулах шаардлагатай хэрэглээний асуудлыг шийдвэрлэхэд зориулагдсан. Тэднийг илүү нарийвчлан авч үзье. Дүрмээр бол тэдгээр нь нэгэн төрлийн тооцоолох зангилаанаас бүрддэг бөгөөд үүнд:

нэг буюу хэд хэдэн төв боловсруулах нэгж;
дотоод санах ой (бусад зангилааны санах ойд шууд хандах боломжгүй);
холбооны процессор эсвэл сүлжээний адаптер;
заримдаа хатуу диск болон/эсвэл бусад оролт/гаралтын төхөөрөмжүүд.

Нэмж дурдахад тусгай оролт гаралтын зангилаа болон хяналтын зангилаануудыг системд нэмж болно. Тэд бүгд ямар нэгэн холбооны хэрэгслээр (өндөр хурдны сүлжээ, шилжүүлэгч гэх мэт) холбогдсон байдаг. OS-ийн хувьд хоёр сонголт байна. Эхний тохиолдолд бүрэн эрхт үйлдлийн систем нь зөвхөн хяналтын машин дээр ажилладаг бол зангилаа бүр нь үйлдлийн системийн маш багасгасан хувилбарыг ажиллуулж, зөвхөн түүнд байрлах зэрэгцээ програмын салбарыг ажиллуулдаг. Өөр нэг тохиолдолд зангилаа бүр UNIX-тэй төстэй бүрэн эрхт үйлдлийн систем ажиллуулдаг.

Тархсан санах ойн систем дэх процессоруудын тоо онолын хувьд хязгааргүй байдаг. Ийм архитектурыг ашигласнаар процессорын тоогоор гүйцэтгэл нь шугаман нэмэгддэг өргөтгөх боломжтой системийг бий болгох боломжтой. Дашрамд хэлэхэд, "их хэмжээний зэрэгцээ системүүд" гэсэн нэр томъёог ихэвчлэн олон тооны (арав, зуу) зангилаа бүхий ийм өргөтгөх боломжтой компьютеруудад ашигладаг. Тооцооллыг пропорциональ хурдасгахын тулд тооцоолох системийг өргөтгөх чадвартай байх шаардлагатай боловч харамсалтай нь энэ нь хангалтгүй юм. Асуудлыг шийдвэрлэхэд хангалттай ашиг олохын тулд суперкомпьютерийн бүх процессорыг ашигтай тооцоололоор ачаалж чадах өргөтгөх боломжтой алгоритм шаардлагатай.

Олон процессортой системүүд дээр программыг гүйцэтгэх хоёр загвар байдаг гэдгийг санацгаая: SIMD (нэг заавар урсгал - олон өгөгдлийн урсгал) ба MIMD (олон зааварын урсгал - олон өгөгдлийн урсгал). Эхнийх нь бүх процессорууд ижил тушаалыг гүйцэтгэдэг боловч тус бүр өөрийн өгөгдөл дээр ажилладаг гэж үздэг. Хоёрдугаарт, процессор бүр өөрийн командын урсгалыг боловсруулдаг.

Тархсан санах ойн системд мэдээллийг процессороос процессор руу шилжүүлэхийн тулд тооцооллын зангилааг холбосон сүлжээгээр мессеж дамжуулах механизм шаардлагатай. Харилцаа холбооны тоног төхөөрөмж, програмын ажиллагааг өндөр түвшинд гаргахын тулд ихэвчлэн мессеж дамжуулах номын санг ашигладаг.

Intel супер компьютерууд

Intel корпораци (http://www.intel.com) нь суперкомпьютерийн ертөнцөд алдартай. Түүний тархсан санах ойтой Paragon олон процессор компьютерууд нь Cray Research-ийн вектор дамжуулах компьютеруудтай адил сонгодог болсон.

Intel Paragon нь нэг зангилаанд 50 МГц давтамжтай таван i860 XP процессор ашигладаг. Заримдаа янз бүрийн төрлийн процессоруудыг нэг зангилаанд байрлуулдаг: скаляр, вектор, харилцаа холбоо. Сүүлийнх нь үндсэн процессорыг мессеж дамжуулахтай холбоотой үйлдлээс чөлөөлөхөд үйлчилдэг.

Шинэ зэрэгцээ архитектурын хамгийн чухал шинж чанар бол харилцаа холбооны төхөөрөмжийн төрөл юм. Суперкомпьютерийн үйл ажиллагааны хамгийн чухал хоёр үзүүлэлт нь үүнээс хамаардаг: процессоруудын хооронд өгөгдөл дамжуулах хурд ба нэг мессеж дамжуулах зардал.

Харилцан холболт нь хамгийн бага хоцролттой өндөр мессежийн хурдыг хангах зорилготой юм. Энэ нь хоёр хэмжээст тэгш өнцөгт торны топологийн дагуу мянга гаруй гетероген зангилааны холболтыг хангадаг. Гэсэн хэдий ч ихэнх програм хөгжүүлэлтийн хувьд аливаа зангилаа бусад бүх зангилаатай шууд холбогдсон гэж үзэж болно. Харилцан холболтыг өргөтгөх боломжтой: түүний дамжуулах чадвар нь зангилааны тоогоор нэмэгддэг. Зохион бүтээхдээ хөгжүүлэгчид хэрэглэгчийн процессыг гүйцэтгэдэг процессоруудын мессеж дамжуулахад оролцох оролцоог багасгахыг хичээсэн. Энэ зорилгоор зангилааны самбар дээр байрладаг, мессежийн протоколыг боловсруулах үүрэгтэй тусгай мессеж боловсруулах процессоруудыг нэвтрүүлсэн. Үүний үр дүнд зангилааны үндсэн процессорууд асуудлыг шийдвэрлэхэд анхаарал сарниулдаггүй. Ялангуяа даалгавраас даалгавар руу шилжих нь үнэтэй байдаггүй бөгөөд хэрэглэгдэх асуудлын шийдэл нь мессеж солилцохтой зэрэгцэн явагддаг.

Мессежийн бодит дамжуулалтыг сүлжээний зангилааны чиглүүлэгчийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд (Mesh Router Components, MRC) суурилсан чиглүүлэлтийн системээр гүйцэтгэдэг. Тухайн зангилааны санах ой руу MRC хандахын тулд уг зангилаа нь тусгай интерфэйс сүлжээний хянагчтай байдаг бөгөөд энэ нь зангилааны санах ой руу нэгэн зэрэг дамжуулах, мессеж дамжуулах явцад алдааг хянах боломжийг олгодог VLSI юм.

Intel Paragon-ийн модульчлагдсан загвар нь зөвхөн өргөтгөх чадварыг дэмждэггүй. Энэхүү архитектур нь бусад микропроцессорууд дээр суурилсан эсвэл мессежийн шинэ технологийг ашигладаг шинэ компьютеруудын үндэс суурь болно гэдэгт итгэх боломжийг бидэнд олгодог. Өргөтгөх чадвар нь суперкомпьютерийн янз бүрийн блокуудыг янз бүрийн түвшинд тэнцвэржүүлэхэд тулгуурладаг; эс бөгөөс зангилааны тоо нэмэгдэхийн хэрээр системийн хаа нэгтээ бөглөрөл үүсч болзошгүй. Тиймээс зангилааны хурд, санах ойн багтаамж нь харилцан холболтын зурвасын өргөн ба хоцролттой тэнцвэрждэг бөгөөд зангилааны доторх процессоруудын гүйцэтгэл нь кэш санах ой болон RAM-ийн зурвасын өргөнтэй тэнцвэрждэг.

Саяхныг хүртэл хамгийн хурдан компьютеруудын нэг нь Intel ASCI Red байсан бөгөөд энэ нь ASCI (Accelerated Strategic Computing Initiative)-ийн санаачилга юм. Энэхүү хөтөлбөрт АНУ-ын үндэсний гурван том лаборатори (Ливермор, Лос Аламос, Сандиа) оролцдог. 1997 онд АНУ-ын Эрчим хүчний яаманд зориулан бүтээгдсэн ASCI Red нь 9152 Pentium Pro процессорыг нэгтгэсэн бөгөөд нийт 600 ГБ шуурхай санах ойтой, секундэд 1800 тэрбум үйлдэл хийдэг.

IBM супер компьютерууд

IBM корпорацийн (http://www.ibm.com) SP (Scalable POWER parallel) өргөтгөх боломжтой параллель архитектур бүхий бүх нийтийн системүүд компьютерийн зах зээл дээр гарч ирэхэд тэд маш хурдан алдартай болсон. Өнөөдөр ийм системүүд нь тооцооллын хими, ослын шинжилгээ, электрон хэлхээний дизайн, газар хөдлөлтийн шинжилгээ, усан сангийн загварчлал, шийдвэрийн дэмжлэг, мэдээллийн аналитик, онлайн гүйлгээний боловсруулалт зэрэг олон төрлийн хэрэглээний салбарт ажилладаг. SP системүүдийн амжилт нь юуны түрүүнд тэдгээрийн олон талт байдал, түүнчлэн мессеж дамжуулах тархсан санах ойн загварт суурилсан архитектурын уян хатан чанараар тодорхойлогддог.

Ерөнхийдөө SP суперкомпьютер нь өндөр хүчин чадалтай шилжүүлэгчээр холбогдсон RS/6000 суурь станцуудаас бүрдэх, өргөтгөх боломжтой, асар их зэрэгцээ ерөнхий зориулалтын тооцоолох систем юм. Жишээлбэл, Гарри Каспаровыг шатрын тэмцээнд ялж чадсан Deep Blue супер компьютерийг хэн мэдэхгүй вэ? Гэхдээ түүний нэг өөрчлөлт нь 256 P2SC (Power Two Super Chip) процессор дээр суурилсан 32 зангилаанаас (IBM RS/6000 SP) бүрддэг.

RS/6000 гэр бүл нь 1970-аад оны сүүлээр корпорацын хөгжүүлсэн хязгаарлагдмал зааварчилгааны архитектур (RISC) дээр суурилсан IBM-ийн хоёр дахь үеийн компьютер юм. Энэхүү үзэл баримтлалын дагуу компьютерийн систем дэх бүх ажлыг хийхэд маш энгийн командуудыг ашигладаг. Командууд нь энгийн байдаг тул тэдгээрийг маш өндөр хурдтайгаар гүйцэтгэх боломжтой бөгөөд гүйцэтгэх боломжтой програмыг илүү үр дүнтэй хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог. RS/6000 гэр бүл нь POWER архитектур (Performance Optimized by Advanced RISC архитектур) ба түүний деривативууд болох PowerPC, P2SC, POWER3 гэх мэт. оновчтой ерөнхий гүйцэтгэл.

RS/6000 SP систем нь хамгийн төвөгтэй тооцоолох асуудлыг шийдвэрлэх олон процессорын хүчийг өгдөг. SP сэлгэн залгах систем нь үр ашигтай зэрэгцээ тооцоолоход зориулагдсан өндөр зурвасын өргөнтэй, хоцрогдолгүй процессор хоорондын харилцаа холбооны хамгийн сүүлийн үеийн шинэлэг зүйл юм. Хэд хэдэн төрлийн процессорын зангилаа, хувьсах хүрээний хэмжээ, төрөл бүрийн нэмэлт оролт гаралтын чадварууд нь системийн хамгийн тохиромжтой тохиргоог сонгох боломжийг олгодог. SP-ийг зэрэгцээ мэдээллийн сан, бодит цагийн гүйлгээний боловсруулалт зэрэг салбарт тэргүүлэгч програм хангамжийн үйлдвэрлэгчид, мөн газар хөдлөлтийн боловсруулалт, инженерийн дизайн зэрэг салбарт техникийн томоохон програм хангамж үйлдвэрлэгчид дэмждэг.

IBM RS/6000 SP нь зэрэгцээ боловсруулалтын тусламжтайгаар програмын чадавхийг сайжруулдаг. Систем нь гүйцэтгэлийн хязгаарлалтыг арилгаж, хуваах боломжгүй, тусад нь гүйцэтгэсэн фрагментуудтай холбоотой асуудлуудаас зайлсхийхэд тусалдаг. Дэлхий даяар суурилуулсан мянга гаруй үйлчлүүлэгчидтэй SP нь нарийн төвөгтэй, их хэмжээний техникийн болон арилжааны хэрэглээний шийдлүүдийг хангадаг.

SP үндсэн нэгж нь RS/6000 ажлын станцын архитектуртай процессорын зангилаа юм. SP зангилааны хэд хэдэн төрлүүд байдаг: Нимгэн, Өргөн, Өндөр, хэд хэдэн техникийн үзүүлэлтээр ялгаатай. Жишээлбэл, POWER3-II дээр суурилсан өндөр зангилаанууд нь 16 хүртэлх процессор, 64 ГБ хүртэлх санах ойг агуулдаг боловч Нимгэн зангилаа нь 4 процессор, 16 ГБ санах ойноос илүүгүй байхыг зөвшөөрдөг.

Систем нь 512 цэг хүртэл өргөтгөх боломжтой бөгөөд янз бүрийн төрлийн зангилаануудыг нэгтгэх боломжтой. Зангилаануудыг тавиур дээр суурилуулсан (тус бүрд 16 хүртэл зангилаа). SP нь процессор болон санах ойн хамт дискийг бараг шугаман байдлаар масштаблаж, терабайт санах ойд жинхэнэ нэвтрэх боломжийг олгодог. Энэхүү эрчим хүчний өсөлт нь системийг барьж, өргөжүүлэхэд хялбар болгодог.

Зангилаанууд нь олон үе шаттай бүтэцтэй, пакет шилжүүлэлтээр ажилладаг өндөр үзүүлэлттэй шилжүүлэгчээр (IBM өндөр гүйцэтгэлтэй свич) холбогддог.

SP зангилаа бүр нь бүрэн хэмжээний AIX үйлдлийн системийг ажиллуулдаг бөгөөд энэ нь танд өмнө нь байгаа мянга мянган AIX програмуудыг ашиглах боломжийг олгоно. Үүнээс гадна системийн зангилаануудыг бүлэг болгон нэгтгэж болно. Жишээлбэл, хэд хэдэн зангилаа нь Lotus Notes серверийн үүрэг гүйцэтгэдэг бол бусад нь зэрэгцээ мэдээллийн санг боловсруулдаг.

Том системийг удирдах нь үргэлж хэцүү ажил байдаг. SP нь энэ зорилгоор техник хангамж, програм хангамжийн төлөв, ажиллаж байгаа даалгавар, хэрэглэгчийн мэдээллийг харуулдаг нэг график консолыг ашигладаг. Системийн администратор нь SP-д хавсаргасан ийм консол (хяналтын ажлын станц) болон PSSP (Зэрэгцээ системийг дэмжих програмууд) програм хангамжийн бүтээгдэхүүнийг ашиглан нууц үгийн хамгаалалт, хэрэглэгчийн зөвшөөрлийг удирдах, гүйцэтгэсэн даалгаврын бүртгэл, хэвлэх менежмент, системийн хяналт зэрэг удирдлагын даалгавруудыг шийддэг. , системийг эхлүүлэх, унтраах.

Хамгийн сайн

Өмнө дурьдсанчлан, Top500 (хүснэгт) дагуу манай цаг үеийн хамгийн хүчирхэг суперкомпьютер бол ASCI White бөгөөд сагсан бөмбөгийн хоёр талбайн хэмжээтэй талбайг эзэлдэг бөгөөд Ливерморын үндэсний лабораторид суурилуулсан байдаг. Энэ нь 64 битийн POWER3-II процессор (нийт 8192 процессор) дээр суурилсан 512 SMP зангилаа агуулсан бөгөөд ойролцоогоор 500 МБ/с дамжуулах хүчин чадалтай Colony холбооны шинэ технологийг ашигладаг бөгөөд энэ нь өндөр үзүүлэлттэй SP-ээс бараг дөрөв дахин хурдан юм. солих.

Шилдэг арван шилдэг 500 (18 дахь хэвлэл)

Байрлал	Үйлдвэрлэгч	Компьютер	Хаана суулгасан	Улс орон	Жил	Процессорын тоо
1	IBM	ASCI Цагаан		АНУ	2000	8192
2	Compaq	AlphaServer SC	Питтсбургийн суперкомпьютерийн төв	АНУ	2001	3024
3	IBM	SP Power3	NERSC Эрчим хүчний судалгааны хүрээлэн	АНУ	2001	3328
4	Intel	ASCI Улаан	Сандиа үндэсний лаборатори	АНУ	1999	9632
5	IBM	ASCI Цэнхэр Номхон далайн	Ливерморын үндэсний лаборатори	АНУ	1999	5808
6	Compaq	AlphaServer SC		АНУ	2001	1536
7	Хитачи	SR8000/MPP	Токиогийн их сургууль	Япон	2001	1152
8	SGI	ASCI Цэнхэр уул	Лос Аламосын үндэсний лаборатори	АНУ	1998	6144
9	IBM	SP Power3	NAVOCEANO далай судлалын төв	АНУ	2000	1336
10	IBM	SP Power3	Германы цаг агаарын үйлчилгээ	Герман	2001	1280

Шинэ суперкомпьютерийн бүтэц нь батлагдсан асар параллель RS/6000 архитектур дээр суурилагдсан бөгөөд 12.3 терафлоп (секундэд триллион үйлдэл хийх) хүчин чадалтай. Энэхүү систем нь 16 процессортой SMP зангилаанд хуваарилагдсан нийт 8 TB RAM болон 160 TB дискний санах ойг агуулдаг. Системийг Нью-Йорк муж дахь IBM лабораториос Калифорниа мужийн Ливермор хотод хүргэхийн тулд 28 ачааны чиргүүл шаардлагатай.

Бүх системийн зангилаа AIX үйлдлийн системийг ажиллуулдаг. Энэхүү супер компьютерийг АНУ-ын Эрчим хүчний яамны эрдэмтэд цөмийн зэвсгийг аюулгүй байлгах үүднээс цогц 3D загваруудыг ажиллуулахад ашиглаж байна. Үнэн хэрэгтээ ASCI White нь 2004 онд шинэ супер компьютер бүтээхээр төлөвлөж буй ASCI-ийн таван үе шаттай хөтөлбөрийн гурав дахь алхам юм. Ерөнхийдөө ASCI White нь гурван тусдаа системээс бүрдэх ба тэдгээрийн хамгийн том нь Цагаан (512 зангилаа, 8192 процессор), мөн Ice (28 зангилаа, 448 процессор) болон Frost (68 зангилаа, 1088 процессор) байдаг.

ASCI White-ийн өмнөх хувилбар нь PowerPC 604e/332 МГц талст дээр суурилсан дөрвөн процессорын 1464 зангилаа агуулсан Blue Pacific супер компьютер (ASCI Blue-ийн өөр нэр) байсан. Зангилаанууд нь бараг таван миль кабель ашиглан нэг системд холбогдсон бөгөөд компьютерийн өрөөний талбай нь 8 мянган хавтгай дөрвөлжин метр юм. ASCI Blue систем нь нийт 5856 процессороос бүрдэх ба 3.88 терафлопийн дээд гүйцэтгэлийг хангадаг. RAM-ийн нийт хэмжээ 2.6 TB байна.

Суперкомпьютер нь олон километр кабелиас бүрддэг.

АНУ-ын Агаар мандлын судалгааны үндэсний төв (NCAR) цаг уурын өөрчлөлтийг урьдчилан таамаглахад зориулагдсан дэлхийн хамгийн хүчирхэг супер компьютерийн нийлүүлэгчээр IBM компанийг сонголоо. Blue Sky гэгддэг систем нь энэ жил бүрэн ашиглалтад орсноор NCAR-ийн цаг уурын загварчлалын чадавхийг тодорхой хэмжээгээр нэмэгдүүлэх болно. Blue Sky-ийн цөм нь IBM SP суперкомпьютер болон IBM eServer p690 системүүд байх бөгөөд тэдгээрийг ашигласнаар 31.5 TB-ийн IBM SSA дискний дэд системийн багтаамжтай бараг 7 Tflops-ийн дээд гүйцэтгэлд хүрэх болно.

Цэнхэр шуурга нэртэй супер компьютерийг Европын дунд болон цаг агаарын урьдчилсан мэдээний төвийн (ECMWF) захиалгаар бүтээж байна. Цэнхэр шуурга нь ASCI White-аас хоёр дахин хүчтэй байх болно. Үүнийг үүсгэхийн тулд танд Regatta гэгддэг 100 IBM eServer p690 сервер хэрэгтэй. Хөргөгчний хэмжээтэй системийн нэгж бүр мянга гаруй процессортой. 2004 онд Blue Storm шинэ үеийн p960 серверүүдээр тоноглогдсон бөгөөд энэ нь түүнийг хоёр дахин хүчирхэг болгоно. Энэхүү супер компьютер нь AIX үйлдлийн системийг ажиллуулах болно. Эхний ээлжинд Blue Storm хөтчүүдийн нийт багтаамж 1.5 петабайт, тооцоолох хүчин чадал нь ойролцоогоор 23 терафлоп байх болно. Энэхүү систем нь 130 тонн жинтэй бөгөөд Deep Blue шатрын супер компьютерээс 1700 дахин хүчтэй байх юм.

IBM-ийн судлаачид Ливерморын үндэсний лабораторитой хамтран Blue Gene/L болон Blue Gene/C компьютер дээр ажиллаж байна. Эдгээр компьютерууд нь 1999 онд 100 сая долларын хөрөнгө оруулалтаар уураг судлахаар эхэлсэн 5 жилийн хугацаатай Blue Gene төслийн нэг хэсэг юм. зургаан сар - илүү хүчирхэг Blue Gene/C компьютер (1000 терафлопс) дээр ажиллах хүлээгдэж буй гүйцэтгэлээс нэг жилийн өмнө. Blue Gene/L-ийн дизайны гүйцэтгэл нь дэлхийн хамгийн хүчирхэг 500 компьютерын хосолсон гүйцэтгэлээс давах болно. Үүний зэрэгцээ шинэ супер компьютер нь теннисний талбайн хагастай тэнцэх талбайг эзэлдэг. IBM-ийн инженерүүд мөн эрчим хүчний хэрэглээг багасгахаар ажилласан - тэд үүнийг 15 дахин бууруулж чадсан.

Тэмдэглэл

LINPACK тестүүд.
LINPACK жишиг үзүүлэлтүүд нь бодит тооны талбар дээрх нягт матрицтай коэффициент бүхий шугаман тэгшитгэлийн системийг Гауссын хасалтыг ашиглан шийдвэрлэхэд суурилдаг. Бодит тоог ихэвчлэн бүрэн нарийвчлалтайгаар илэрхийлдэг. Бодит тоон дээрх олон тооны үйлдлүүдийн улмаас LINPACK-ийн үр дүнг математикийн нарийн төвөгтэй тооцооллыг эрчимтэй ашигладаг газруудад техник хангамж, програм хангамжийн тохиргооны гүйцэтгэлийн жишиг гэж үздэг.

Дэлхий симулятор.
“New Scientist” сэтгүүлд бичсэнээр “Top500” суперкомпьютеруудын жагсаалтын шинэ, 19 дэх хувилбарт NEC корпорацийн “Earth Simulator” төслийн суперкомпьютерийн систем нэгдүгээр байрыг эзэлнэ. Үүнийг Йокохама мужийн Канагава дахь Японы Дэлхийн шинжлэх ухааны хүрээлэнд (Ёкохама дэлхийн шинжлэх ухааны хүрээлэн) суурилуулсан. Хөгжүүлэгчид түүний хамгийн дээд гүйцэтгэл нь 40 Tflops хүрч чадна гэж мэдэгджээ.

Earth Simulator супер компьютер нь хиймэл дагуулаас хүлээн авсан мэдээлэлд үндэслэн цаг уурын өөрчлөлтийг загварчлахад зориулагдсан. NEC-ийн төлөөлөгчдийн үзэж байгаагаар тусгайлан зохион бүтээсэн вектор процессоруудыг ашигласнаар компьютерийн өндөр гүйцэтгэлд хүрдэг. Систем нь 640 SX-6 зангилаа (тус бүр 8 процессор) болгон нэгтгэсэн 5120 ийм процессор дээр суурилдаг. Энэхүү супер компьютер нь SUPER-UX үйлдлийн системтэй. Хөгжүүлэлтийн хэрэгслүүдэд C/C++, Fortran 90, HPF хэлний хөрвүүлэгч, мөн автомат векторжуулалтын хэрэгслүүд, MPI-2 интерфейсийн хэрэгжилт, ASL/ES математикийн номын сан зэрэг багтана. Энэ машин бүхэлдээ гурван теннисний талбайг (50-аас 65 м) эзэлдэг бөгөөд хэдэн километр кабель ашигладаг.

Өмнө нь нэгдүгээр байрыг эзэлж байсан K Computer суперкомпьютер гуравдугаар байрт шалгарлаа. Түүний гүйцэтгэл нь 11.28 Pflops (1-р зургийг үз). FLOPS (Floating-point Operations Per Second, FLOPS) нь тухайн тооцоолох систем нь секундэд хэдэн хөвөгч цэгийн үйлдлийг гүйцэтгэх чадвартайг харуулдаг компьютерийн гүйцэтгэлийг хэмжих нэгж гэдгийг санацгаая.

K Computer нь Рикагаку Кенкиёо Физик, Химийн Судалгааны Хүрээлэн (RIKEN) болон Фүжицүгийн хамтарсан бүтээн байгуулалт юм. Энэ нь Японы Боловсрол, соёл, спорт, шинжлэх ухаан, технологийн яамны (MEXT) удирддаг Өндөр гүйцэтгэлтэй тооцоолох дэд бүтцийн санаачилгын нэг хэсэг болгон бүтээгдсэн. Энэхүү супер компьютерийг Японы Кобе хотын Нарийвчилсан тооцооллын шинжлэх ухааны хүрээлэнгийн нутаг дэвсгэрт суурилуулжээ.

Супер компьютер нь тархсан санах ойн архитектур дээр суурилдаг. Энэхүү систем нь 80,000 гаруй тооцооллын зангилаанаас бүрдэх ба 864 тавиурт байрладаг бөгөөд тус бүр нь 96 тооцооллын зангилаа, 6 оролт гаралтын цэгийг багтаасан байдаг. Тус бүр нь нэг процессор, 16 ГБ RAM агуулсан зангилаанууд нь "зургаан хэмжээст гогцоо / торус" топологийн дагуу хоорондоо холбогддог. Уг систем нь Fujitsu-ийн 45 нм технологи ашиглан үйлдвэрлэсэн нийт 88,128 найман цөмт SPARC64 VIIIfx процессорыг (705,024 цөм) ашигладаг.

Энэхүү ерөнхий зориулалттай супер компьютер нь өндөр түвшний гүйцэтгэл, өргөн хүрээний хэрэглээнд дэмжлэг үзүүлдэг. Уг системийг уур амьсгалын өөрчлөлт, гамшгаас урьдчилан сэргийлэх, анагаах ухааны чиглэлээр судалгаа явуулахад ашигладаг.

Усан хөргөлтийн өвөрмөц систем нь тоног төхөөрөмжийн эвдрэл гарах магадлалыг бууруулж, нийт эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулдаг. Эрчим хүчний хэмнэлт нь өндөр үр ашигтай төхөөрөмж, дулаан, цахилгаан эрчим хүчийг нэгтгэх систем, олон тооны нарны зайн хавтанг ашиглах замаар хийгддэг. Түүнчлэн хөргөгчнөөс гарсан бохир усыг дахин ашиглах механизм нь байгаль орчинд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийг бууруулдаг.

K Computer-ийн байрлаж буй барилга нь газар хөдлөлтөд тэсвэртэй бөгөөд Японы масштабаар (0-7) 6 ба түүнээс дээш магнитудын газар хөдлөлтийг тэсвэрлэх чадвартай. Тоног төхөөрөмжийн тавиур, кабелийг илүү үр дүнтэй байрлуулахын тулд 50х60 м хэмжээтэй 3-р давхарт даацын баганаас бүрэн чөлөөлөгдөнө. Орчин үеийн барилгын технологи нь жин нь 1.5 тонн хүрч болох тавиурыг суурилуулахад зөвшөөрөгдөх ачааллын түвшинг (1 т / м2 хүртэл) хангах боломжтой болсон.

SEQUOIA СУПЕР КОМПЬЮТЕР

Sequoia супер компьютерийг Лоуренс Ливерморын үндэсний лабораторид суурилуулсан. Лоуренс 16.32 Pflops-ийн гүйцэтгэлтэй бөгөөд чансааны хоёрдугаарт бичигддэг (Зураг 2-ыг үз).

IBM компанийн Blue Gene/Q дээр суурилсан энэхүү петафлоп суперкомпьютерийг АНУ-ын Цөмийн Аюулгүй байдлын Үндэсний Газар (NNSA)-д зориулан Дэвшилтэт загварчлал, тооцоололын хөтөлбөрийн нэг хэсэг болгон бүтээжээ.

Систем нь 96 тавиур, 98,304 тооцоолох зангилаа (нэг тавиурт 1024 зангилаа) -аас бүрдэнэ. Зангилаа бүр нь 16 цөмт PowerPC A2 процессор, 16 ГБ DDR3 RAM агуулдаг. Нийтдээ 1,572,864 процессорын цөм, 1.6 PB санах ой ашигладаг. "Таван хэмжээст торус" топологийн дагуу зангилаанууд хоорондоо холбогддог. Системийн эзэлдэг талбай нь 280 м2. Нийт эрчим хүчний хэрэглээ 7.9 МВт.

Sequoia суперкомпьютер нь 10 гаруй Pflops тооцоолох хүчин чадал шаардсан шинжлэх ухааны тооцоог хийсэн дэлхийд анхдагч юм. Тиймээс HACC сансар судлалын симуляцийн систем нь 3.6 триллион бөөмийн горимд ажиллахад ойролцоогоор 14 Pflops шаардлагатай байсан бол хүний зүрхний электрофизиологийг дуурайлган хийх Cardiod төслийн кодыг ажиллуулахад гүйцэтгэл нь бараг 12 Pflops-д хүрсэн.

ТИТАН СУПЕР КОМПЬЮТЕР

АНУ-ын Оак Риджийн үндэсний лабораторид (ORNL) суурилуулсан Титан суперкомпьютер дэлхийн хамгийн хурдан суперкомпьютерээр тодорчээ. Linpack-ийн жишиг туршилтаар түүний гүйцэтгэл 17.59 Pflops байсан.

Titan нь холимог CPU-GPU архитектурыг хэрэгжүүлдэг (Зураг 3-ыг үзнэ үү). Энэхүү систем нь 16 цөмт AMD Opteron процессор болон Nvidia Tesla K20X график хурдасгуураар тоноглогдсон 18,688 зангилаанаас бүрддэг. Нийт 560,640 процессор ашигладаг. Титан нь ORNL-ийн өмнө нь ажиллуулж байсан Jaguar суперкомпьютерийн шинэчлэл бөгөөд ижил серверийн кабинетийг (нийт 404 м2 талбай) эзэлдэг.

Одоо байгаа эрчим хүч, хөргөлтийн системийг ашиглах чадвар нь барилгын ажлын явцад ойролцоогоор 20 сая доллар хэмнэсэн. Суперкомпьютерийн эрчим хүчний хэрэглээ 8.2 МВт буюу Jaguar-аас 1.2 МВт-аар их, харин хөвөгч цэгийн ажиллагаан дахь гүйцэтгэл нь бараг 10 дахин их байна.

Титаныг үндсэндээ материал судлал, цөмийн энергийн чиглэлээр судалгаа хийхээс гадна дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн үр ашгийг дээшлүүлэхтэй холбоотой судалгаа хийхэд ашиглах болно. Үүнээс гадна уур амьсгалын өөрчлөлтийн загварчлал, сөрөг нөлөөллийг арилгах боломжит стратегид дүн шинжилгээ хийхэд ашиглана.

"ХАМГИЙН НОГООН" СУПЕР КОМПЬЮТЕР

Хамгийн өндөр гүйцэтгэлтэй системийг тодорхойлоход чиглэсэн Топ 500 үнэлгээнээс гадна "хамгийн ногоон" суперкомпьютерийг хүлээн зөвшөөрдөг Green500 үнэлгээ байдаг. Энд эрчим хүчний үр ашгийн үзүүлэлтийг (Mflops/W) үндэс болгон авсан. Одоогийн байдлаар (үнэлгээний хамгийн сүүлийн хувилбар нь 2012 оны 11-р сард) Green500-ийн тэргүүлэгч нь Beacon супер компьютер юм (Топ500-д 253-р байр). Түүний эрчим хүчний үр ашгийн үзүүлэлт нь 2499 Mflops/W байна.

Beacon нь Intel Xeon Phi 5110P, Intel Xeon E5-2670 процессоруудаар ажилладаг тул хамгийн дээд гүйцэтгэл нь 44.9 кВт эрчим хүчний зарцуулалтаар 112,200 Gflops хүрч чадна. Xeon Phi 5110P сопроцессорууд нь бага эрчим хүч зарцуулдаг өндөр гүйцэтгэлтэй. Копроцессор бүр 1 терафлоп хүч чадалтай (давхар нарийвчлалтай) бөгөөд 320 Gbps зурвасын өргөнтэй 8 ГБ хүртэлх GDDR5 санах ойг дэмждэг.

Xeon Phi 5110P-ийн идэвхгүй хөргөлтийн систем нь 225W TDP хүчин чадалтай бөгөөд энэ нь өндөр нягтралтай серверүүдэд тохиромжтой.

СУПЕР КОМПЬЮТЕР ЕВРОРА

Гэсэн хэдий ч 2013 оны 2-р сард Болонья (Итали) хотод байрладаг Eurora суперкомпьютер нь эрчим хүчний хэмнэлтээрээ (3150 Мфлопс/Вт, 2499 Мфлопс/Вт) Beacon-аас давсан гэсэн мэдээлэл гарсан.

Eurora нь Eurotech-ийн бүтээсэн бөгөөд 64 зангилаанаас бүрдэх бөгөөд тус бүрдээ хоёр Intel Xeon E5-2687W процессор, хоёр Nvidia Tesla K20 GPU хурдасгуур болон бусад техник хангамжийг багтаасан болно. Ийм зангилааны хэмжээ нь зөөврийн компьютерын хэмжээнээс хэтрэхгүй боловч гүйцэтгэл нь 30 дахин их, эрчим хүчний хэрэглээ 15 дахин бага байдаг.

Еврора дахь эрчим хүчний өндөр хэмнэлт нь хэд хэдэн технологийг ашиглах замаар бий болдог. Ус хөргөх нь хамгийн их хувь нэмэр оруулдаг. Тиймээс суперкомпьютерийн зангилаа бүр нь нэг төрлийн сэндвич юм: доод хэсэгт нь төв төхөөрөмж, дунд нь усны дулаан солилцуур, дээд талд нь өөр электрон төхөөрөмж (Зураг 4-ийг үз).

Дулаан дамжуулалт сайтай материал, түүнчлэн хөргөлтийн сувгийн өргөн сүлжээ ашигласны ачаар ийм өндөр үр дүнд хүрдэг. Шинэ тооцоолох модулийг суурилуулахдаа түүний сувгууд нь хөргөлтийн системийн сувгуудтай хослуулсан бөгөөд энэ нь тусгай хэрэгцээ шаардлагаас хамааран суперкомпьютерийн тохиргоог өөрчлөх боломжийг олгодог. Үйлдвэрлэгчдийн үзэж байгаагаар гоожих эрсдэл арилдаг.

Eurora суперкомпьютерийн элементүүд нь 48 вольтын тогтмол гүйдлийн эх үүсвэрээр тэжээгддэг бөгөөд үүнийг нэвтрүүлснээр эрчим хүчний хувиргалтын тоог багасгасан. Эцэст нь тооцоолох төхөөрөмжөөс гаргаж авсан бүлээн усыг өөр зориулалтаар ашиглаж болно.

ДҮГНЭЛТ

Суперкомпьютерийн салбар идэвхтэй хөгжиж, гүйцэтгэл, эрчим хүчний хэмнэлтийн талаар улам олон шинэ рекорд тогтоож байна. Шингэн хөргөлт, 3D загварчлалын технологи нь хаана ч байхгүй энэ салбарт өргөн хэрэглэгдэж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй, учир нь мэргэжилтнүүд өндөр хүчин чадалтай тооцоолох системийг угсрах даалгавартай тулгарч байна. хамгийн бага эрчим хүчний алдагдал бүхий хязгаарлагдмал эзэлхүүн.

Юрий Хомуцкий- Ай-Теко компанийн төслийн ерөнхий инженер. Түүнтэй дараах хаягаар холбогдож болно. [имэйлээр хамгаалагдсан]. Нийтлэлд "www.AboutDC.ru - Дата төвүүдэд зориулсан шийдэл" мэдээллийн төвүүдийн талаархи интернет порталын материалыг ашигласан болно.

Унших хугацаа: 2 минут.

Өнөөг хүртэл хүн төрөлхтөн Ангараг гарагийн хог хаягдлын овоолгод хүрч чадаагүй, залуу насны үрлийг зохион бүтээгээгүй, машинууд газрын дээгүүр нисч чадахгүй байгаа ч бидний амжилтанд хүрсэн хэд хэдэн газар бий. Хүчирхэг суперкомпьютер бүтээх нь яг ийм чиглэл юм. Компьютерийн хүчийг үнэлэхийн тулд ямар гол параметр нь энэ шинж чанарыг хариуцдаг болохыг тодорхойлох хэрэгтэй. Энэ параметр нь flops юм - нэг секундэд компьютер хэдэн үйлдэл хийж болохыг харуулдаг утга. Чухам энэ үнэ цэнийн үндсэн дээр манай Big Rating сэтгүүл 2017 онд дэлхийн хамгийн хүчирхэг компьютеруудыг эрэмбэлсэн.

Суперкомпьютерийн хүч - 8.1 Pflop/сек

Энэхүү компьютер нь АНУ-ын цэргийн бүтцийн аюулгүй байдлыг хариуцдаг өгөгдлийг хадгалдаг бөгөөд шаардлагатай бол цөмийн довтолгооны бэлэн байдлын төлөв байдлыг хариуцдаг. Хоёр жилийн өмнө энэ машин дэлхийн хамгийн хүчирхэг, үнэтэй машинуудын нэг байсан бол өнөөдөр Trinity шинэ төхөөрөмжөөр солигдсон. Энэхүү супер компьютерийг ажиллуулдаг систем нь Cray XC40 бөгөөд үүний ачаар төхөөрөмж секундэд ийм тооны үйлдлийг "гүйцэтгэх" боломжтой.

Мира

Суперкомпьютерийн хүч - 8.6 Pflop/сек

Крэй өөр нэг супер компьютер Мира гаргалаа. АНУ-ын Эрчим хүчний яам энэ машиныг үйлдвэрлэхийг түүний ажлыг зохицуулах тушаал өгсөн. Мирагийн үйл ажиллагаа явуулж буй газар бол аж үйлдвэр, судалгааны чадавхийг хөгжүүлэх явдал юм. Энэхүү супер компьютер нь секундэд 8.6 петафлопс хурдлах чадвартай.

Супер компьютерийн хүч - 10.5 Pflop / сек

Энэ төхөөрөмжийн нэр нь хүч чадлыг шууд илэрхийлдэг бөгөөд япон үг нь "kei" (K) арван квадриллион гэсэн үг юм. Энэ тоо нь түүний үйлдвэрлэлийн хүчин чадлыг бараг яг таг тодорхойлдог - 10.5 петафлопс. Энэхүү супер компьютерын онцлох зүйл бол хөргөлтийн систем юм. Усан хөргөлтийг ашигладаг бөгөөд энэ нь эрчим хүчний нөөцийн зарцуулалтыг бууруулж, угсрах хурдыг бууруулдаг.

Супер компьютерийн хүч - 13.6 Pflop / сек

Нар мандах газрын Фүжицу компани ажлаа зогсоосонгүй, K Computer супер компьютерийг гаргасны дараа тэд тэр даруй шинэ төслийг эхлүүлэв. Энэхүү төсөл нь Oakforest-Pacs суперкомпьютер байсан бөгөөд энэ нь шинэ үеийн машинууд (Knights deding Generation) гэж ангилагддаг. Түүний бүтээн байгуулалтыг Токиогийн их сургууль, Цүкүба их сургуулийн захиалгаар хийсэн. Анхны төлөвлөгөөний дагуу төхөөрөмжийн санах ой 900 TB байх ёстой байсан бөгөөд Oakforest-Pacs-ийн гүйцэтгэл нь секундэд 25 квадриллион үйлдэл хийх ёстой байв. Гэвч санхүүжилтгүйн улмаас олон асуудлыг эцэслэн шийдэж чадаагүй тул суперкомпьютерийн хүч секундэд 13.6 петафлопс байв.

Кори

Супер компьютерийн хүч - 14 Pflop/s

Өнгөрсөн жил Кори дэлхийн хамгийн хүчирхэг суперкомпьютеруудын жагсаалтын зургадугаар байрт бичигдэж байсан ч технологийн хөгжлийн галзуу хурдаар нэг байр алджээ. Энэхүү супер компьютер нь АНУ-д, Лоуренс Берклигийн үндэсний лабораторид байрладаг. Швейцарийн эрдэмтэд Коригийн тусламжтайгаар 45 квитын квант тооцоолох машин бүтээж чаджээ. Энэхүү супер компьютерийн үйлдвэрлэлийн хүчин чадал нь секундэд 14 петафлопс юм.

Супер компьютерийн хүч - 17.2 Pflop/s

Дэлхийн өнцөг булан бүрээс ирсэн эрдэмтэд Sequoia бол манай гараг дээрх хамгийн хурдан суперкомпьютер гэдэгтэй эртнээс санал нэгдэж ирсэн. Энэ нь зүгээр ч нэг тийм биш, учир нь тэрээр нэг секундын дотор 6,7 тэрбум хүнийг 320 жил шаардагдах арифметик тооцоог хийж чаддаг. Машины хэмжээ нь үнэхээр гайхалтай - 390 гаруй квадрат метр талбайг эзэлдэг бөгөөд 96 тавиуртай. Арван зургаан мянган их наяд ажиллагаа буюу өөрөөр хэлбэл 17.2 петафлопс нь энэхүү супер компьютерийн үйлдвэрлэлийн хүчин чадал юм.

Титан

Супер компьютерийн хүч - 17.6 Pflop / сек

Дэлхий дээрх хамгийн хурдан суперкомпьютеруудын нэг болохоос гадна эрчим хүчний хэмнэлттэй. Эрчим хүчний үр ашгийн үзүүлэлт нь хэрэглээнд шаардагдах эрчим хүчний нэг ватт тутамд 2142.77 мегафлоп юм. Ийм бага эрчим хүчний зарцуулалтын шалтгаан нь Nvidia хурдасгуур бөгөөд энэ нь тооцоолоход шаардагдах эрчим хүчний 90 хүртэлх хувийг хангадаг. Нэмж дурдахад, Nvidia хурдасгуур нь энэхүү супер компьютерийн эзэлдэг талбайг эрс багасгасан бөгөөд одоо түүнд ердөө 404 квадрат метр талбай хэрэгтэй.

Супер компьютерийн хүч - 19.6 Pflop / сек

Энэхүү төхөөрөмжийг анх 2013 онд Швейцарийн Лугано хотод худалдаанд гаргаж байжээ. Одоо энэ супер компьютерийн газарзүйн байршил нь Швейцарийн үндэсний суперкомпьютерийн төв юм. Piz Daint бол дээрх машинуудын хамгийн сайн шинж чанаруудын нэгдэл бөгөөд эрчим хүчний өндөр хэмнэлттэй, тооцоололд маш хурдан байдаг. Зөвхөн нэг онцлог шинж чанар нь маш их хүссэн зүйл үлдээдэг - энэхүү супер компьютерийн хэмжээсүүд нь 28 асар том тавиурыг эзэлдэг. Piz Daint нь секундэд 19.6 петафлопс тооцоолох хүчин чадалтай.

Супер компьютерийн хүч - 33.9 Pflop / сек

Энэ төхөөрөмж нь романтик Тианхэ нэртэй бөгөөд хятадаар "Сүүн зам" гэсэн утгатай. Tianhe-2 нь хамгийн хурдан, хамгийн хүчирхэг 500 суперкомпьютерийн жагсаалтад багтсан хамгийн хурдан компьютер байв. Энэ нь 2507 арифметик үйлдлийг тооцоолох боломжтой бөгөөд энэ нь петафлопсоор 33.9 Pflops / сек байна. Энэхүү компьютерийг ашигладаг мэргэжил нь барилгын ажил бөгөөд зам барих, тавихтай холбоотой үйл ажиллагааг тооцоолдог. 2013 онд анх худалдаанд гарснаасаа хойш энэ компьютер жагсаалтад байр сууриа алдаагүй байгаа нь дэлхийн шилдэг машинуудын нэг гэдгийг баталж байна.

Супер компьютерийн хүч - 93 Pflop/s

Sunway TaihuLight бол дэлхийн хамгийн хурдан суперкомпьютер бөгөөд тооцоолох асар их хурдаас гадна асар том хэмжээсээрээ алдартай - 1000 гаруй квадрат метр талбайг эзэлдэг. ХБНГУ-д болсон 2016 оны олон улсын хурал энэ суперкомпьютерийг дэлхийн хамгийн хурдан гэж хүлээн зөвшөөрсөн бөгөөд энэ талаар ноцтой өрсөлдөгч байхгүй хэвээр байна. Түүний хурд нь энэ талаараа хамгийн ойр суперкомпьютер болох Тианхэ-2-оос гурав дахин их юм!

Техник технологийн дэвшил зогсохгүй, сансар огторгуйн хурдаар хөгжиж, хүний амьдралын олон салбарт нөлөөлж, эерэг, сөрөг олон талтай. Компьютер, робот, багаж хэрэгсэл гэх мэт янз бүрийн төрлийн технологи одоо хүмүүст боломжтой болсон. Гэхдээ аливаа тоног төхөөрөмжийн гол зорилго нь хүний амьдралыг хялбарчлах явдал бөгөөд технологи нь зөвхөн таны цагийг дэмий үрэх утгагүй зугаа цэнгэл болж болохгүй.