Главная / Технологии / Что умеют суперкомпьютеры?

Что умеют суперкомпьютеры?

Что умеют суперкомпьютеры?

Впервые о «супервычислениях» заговорили еще в 1920-х годах, когда IBM собрала для Колумбийского университета свой табулятор— первую ЭВМ, работавшую на перфокартах. Сам термин появился в конце 1960-х годов в Ливерморской национальной лаборатории США и компании-производителе компьютеров CDC.

В конце июня 2020 года был опубликован ежегодный рейтинг из 500 самых мощных суперкомпьютеров в мире. Первую строчку в нем занял японский Fugaku. Он в 2,8 раз мощнее, чем прошлогодний лидер— Summit от IBM (он теперь на втором месте). Впервые рейтинг возглавил компьютер на базе процессоров ARM.

Что умеют суперкомпьютеры?

Сейчас сложно себе представить, но в 1956 году именно так выглядели 5 мегабайт информации. Примерно одна песня в формате mp3 — тогда, чтобы передать такой объем информации, приходилось заказывать вагон и грузчиков.

Первой супер-ЭВМ считают Cray-1, созданную в 1974 году. Ее разработал Сеймур Крей— американский инженер в области вычислительной техники и основатель компании Cray Research. Cray-1 выполняла до 180 млн операций в секунду.

За основу Крей взял уже имеющиеся разработки— компьютеры CDC 8600 и CDC STAR-100. Он построил процессор, который быстро выполнял и скалярные и векторные вычисления: предшественники хорошо справлялись либо с первыми, либо со вторыми.

Для этого инженер использовал небольшие модули памяти, расположенные близко к процессору, чтобы увеличить скорость. Так был создан новый принцип работы с памятью— «регистр-регистр». Центральный процессор записывает данные в регистры, а не в память, как у предыдущих моделей— это увеличило скорость обработки. Сам процессор состоял из 144 тыс. микросхем, которые охлаждались фреоном.

Что умеют суперкомпьютеры?

Сейчас сложно себе представить, но в 1956 году именно так выглядели 5 мегабайт информации. Примерно одна песня в формате mp3 — тогда, чтобы передать такой объем информации, приходилось заказывать вагон и грузчиков.

Cray-1 впервые презентовали в 1975-м, и за нее тутже начали биться ведущие лаборатории США, занимающиеся сложными вычислениями. В 1977-м компьютер достался Национальному центру атмосферных исследований, где проработал 12 лет. Cray-1 можно было арендовать для работы за $7 500 в час или $210 тыс. в месяц. В 1980-х годах Крэй выпустил еще две модели суперкомпьютеров нового поколения, включая многопроцессорный Cray X-MP. Начиная с 1990-х лидерство перехватили NEC, Hewlett-Packard и IBM, причем компьютеры последней регулярно занимают верхние строчки того самого ТОП-500. Fugaku разработала компания Fujitsu— та самая, что выпускала популярную фото- и видеотехнику Fuji. Разработки велись на базе Института Кобе в составе Института физико-химических исследований (RIKEN). Концепцию придумали еще в 2010 году, а на создание и сборку ушло более шести лет. Суперкомпьютеры называют «числодробилками» или «числогрызами». Обычный компьютер выполняет задачи последовательно, хотя и на высокой скорости— вплоть до доли секунды, поэтому мы этого не замечаем. Суперкомпьютер делает это одновременно и обрабатывает огромный массив данных.

Для этого ему нужны тысячи супермощных процессоров. В результате, вычисления на которые у мощного игрового компьютера уйдет неделя, суперкомпьютер выполняет за день.

Что умеют суперкомпьютеры?

Обычно производительность компьютеров оценивается во флопсах (FLOPS— FLoating-point Operations Per Second)— то есть количестве операций над числами с плавающей точкой в секунду. Для суперкомпьютеров сначала использовали мегафлопсы— MIPS, количество миллионов операций в секунду, а с 2008 года петафлопсы— то есть количество миллионов миллиардов вычислений в секунду. К примеру, у суперкомпьютера Fugaku производительность составляет 415 петафлопс, а у Summit— 148.

Суперкомпьютеры работают на специальном ПО. Например, у Fugaku операционная система Red Hat Enterprise Linux 8 c гибридным ядром, состоящим из одновременно работающих ядер Linux и McKernel. В качестве программных средств используют API— то есть интерфейсы или платформы для программирования— и открытое ПО, которое позволяет создавать виртуальные суперкомпьютеры на базе обычных. Часто суперкомпьютер— это несколько высокомощных компьютеров, которые объединены высокоскоростной локальной сетью. Главная задача суперкомпьютеров— выполнять максимум вычислений за минимум времени. Это полезно для многих областей: начиная от создания лекарств и заканчивая разработками новых продуктов и технологий,

Суперкомпьютер Fugaku изучает пути распространения вируса и его диагностику. Для этого он обрабатывает данные статистики, коэффициент заражения вируса, его состав и модель поведения. А еще ему поручат прогнозирование и симуляцию природных катастроф, разработку и совершенствование «зеленых» технологий.

Есть суперкомпьютеры, которые работают с одним-единственным приложением, которое задействует всю память. Например, для прогнозирования изменений погоды и климата или моделей ядерных испытаний. В будущем это позволит отказаться от реальных испытаний опасного оружия и исключить риски взрывов или утечек при долгом хранении.

Великобритания выделит$1,6 млрд на создание мощнейшего в мире суперкомпьютера для прогнозирования погоды и климатических изменений.

Министерство энергетики США и Аргоннская национальная лаборатория, совместно с Intel и Cray, обещают в 2021 году представить суперкомпьютер Aurora для исследований в области ядерного оружия. Он будет выполнять 1 квинтиллион операций в секунду и обойдется в $500 млн.

Но суперкомпьютеры не просто вычисляют, а моделируют реальность. То есть просчитывают все возможные варианты развития событий и строят прогнозы. Поэтому с их помощью астрономы и астрофизики воспроизводят самые разные события и процессы во Вселенной.

В марте этого года астрономы из Технологического университета Суинберна (Австралия) и Калифорнийского технологического университета (США) смоделировали на суперкомпьютере эволюцию Млечного Пути. Для этого они использовали все данные о звездных скоплениях в нашей галактике.

Нанокомпьютер, квантовый компьютер и суперкомпьютер: в чем разница? Все это— вычислительные устройства с выдающимися характеристиками. Нанокомпьютер— это компьютер микроскопических размеров. Он запрограммирован на определенные химические свойства и поведение. Он может быть очень мощным и высокопроизводительным, но пока что не таким, как суперкомпьютер. В будущем они смогут заменить обычные устройства, так как потребляют намного меньше энергии.

Группа инженеров и ученых из Гарвардского университета и компании Mitre создала простейший нанокомпьютер, который состоит из множества крошечных проводников диаметром 15 нанометров (нанометр = 1 миллиардная метра). Их ядро из германия, а внешняя оболочка— из кремния.

Свой нанокомпьютер есть и у IBM, но уже покрупнее: 1х1 мм. Это полноценный ПК с процессором, памятью и блоком питания. По производительности его можно сравнить с x86-совместимыми процессорами из 1990-х годов. Его можно будет применять для работы с ИИ, сортировки данных, логистики, обнаружения краж.

Квантовый компьютер— это устройство, которое работает по принципам квантовой механики. Он обрабатывает данные не в битах, а в кубитах, которые одновременно равны 0 и 1. В теории, такой компьютер может обрабатывать все возможные состояния одновременно. Пока что квантовые компьютеры существуют в виде концепций и моделей. Одна из таких принадлежит «Росатому»: проект рассчитан на срок до 2024 года и предполагает финансирование ₽24 млрд.

Будущее суперкомпьютеров Очевидно, что производительность суперкомпьютеров будет разгоняться до космических цифр, их размеры— уменьшаться, а потребление энергии— сокращаться. Но самое интересное кроется в задачах, которые они смогут решать. Эксперты считают, что через 15 лет симуляции отойдут на второй план, а машинное обучение позволит суперкомпьютерам выполнять глубокую аналитику данных.

Смотрите также

AMD покупает конкурента

AMD покупает конкурента

Американский производитель чипов AMD купит своего конкурента Xilinx за $35 млрд,Сделка будет полностью оплачена акциями AMD, закрыть ее планируют в конце 2021 г.

По условиям соглашения, акционеры Xilinx получат 1,7234 акции AMD за каждую акцию Xilinx, это примерно $143 за бумагу. После завершения сделки, им будет принадлежать 26% объединенной компании, которая будет стоить $135 млрд.

Руководить объединенной компанией будет гендиректор AMD Лиза Су. Гендиректор Xilinx Виктор Пэн займет пост президента, отвечающего за бизнес Xilinx и инициативы по стратегическому росту. Кроме того, как минимум два кресла в совете директоров AMD займут выходцы из Xilinx.

AMD покупает конкурента

AMD — один из крупнейших производителей центральных процессоров, графических процессоров, материнских плат и чипсетов для них. В частности, компания разрабатывает чипсеты для новых игровых консолей Xbox Series X и PlayStation 5. Сделка с Xilinx позволит AMD усилить борьбу с Intel за долю рынка чипов, используемых в дата-центрах,отмечаетFinancial Times.

На рынке чипов в последние месяцы было совершено несколько крупных сделок, напоминает газета: NVIDIA объявила о покупке Arm за $40 млрд, Analog Devices — о покупке Maxim Integrated Products примерно за $20 млрд. Эта череда сделок вызвана стремлением крупных производителей чипов расширить свой бизнес, чтобы доминировать в секторе 5G и «интернета вещей», а также продолжающимся переходом IT-индустрии к облачным вычислениям.

AMD покупает конкурента

Американский производитель чипов AMD купит своего конкурента Xilinx за $35 млрд,Сделка будет полностью оплачена акциями AMD, закрыть ее планируют в конце 2021 г.

По условиям соглашения, акционеры Xilinx получат 1,7234 акции AMD за каждую акцию Xilinx, это примерно $143 за бумагу. После завершения сделки, им будет принадлежать 26% объединенной компании, которая будет стоить $135 млрд.

Руководить объединенной компанией будет гендиректор AMD Лиза Су. Гендиректор Xilinx Виктор Пэн займет пост президента, отвечающего за бизнес Xilinx и инициативы по стратегическому росту. Кроме того, как минимум два кресла в совете директоров AMD займут выходцы из Xilinx.

AMD покупает конкурента

AMD — один из крупнейших производителей центральных процессоров, графических процессоров, материнских плат и чипсетов для них. В частности, компания разрабатывает чипсеты для новых игровых консолей Xbox Series X и PlayStation 5. Сделка с Xilinx позволит AMD усилить борьбу с Intel за долю рынка чипов, используемых в дата-центрах,отмечаетFinancial Times.

На рынке чипов в последние месяцы было совершено несколько крупных сделок, напоминает газета: NVIDIA объявила о покупке Arm за $40 млрд, Analog Devices — о покупке Maxim Integrated Products примерно за $20 млрд. Эта череда сделок вызвана стремлением крупных производителей чипов расширить свой бизнес, чтобы доминировать в секторе 5G и «интернета вещей», а также продолжающимся переходом IT-индустрии к облачным вычислениям.

Apple разрабатывает свою альтернативу поисковику Google

Apple разрабатывает свою альтернативу поисковику Google

Google ежегодно выплачивает Apple от$8млрд до$12млрд вгод зато, что еёпоисковик устанавливается поумолчанию наiOS. Сделка стала одним изпредметов антимонопольного расследования,открытогоМинистерством юстиции США вотношении Google напрошлой неделе.

Apple активизировала разработку собственного поискового движка нафоне антимонопольного расследования американских властей вотношении Google,пишетFinancial Times.

Слухи отом, что уApple может появиться свой поисковик, появились вэтом августе: наэто указывало одно изизменений вiOS14. Компания начала выводить собственные поисковые результаты, анесгенерированные Google, идавать прямые ссылки насайты позапросам, заданным сдомашнего экрана iPhone.

Apple разрабатывает свою альтернативу поисковику Google

Кроме того, «яблочная» компания открыла вакансии посозданию «революционных поисковых технологий». 2,5 года назад Appleнанялакомпьютерного специалиста Джона Джаннандреа, который сейчас занимает пост старшего вице-президента поAI. Доэтого Джаннандреа восемь лет проработал вGoogle, втом числе над стратегиями применения искусственного интеллекта веёпоисковой системе.

Несколько дней назад New York Timesупоминал, что антимонопольное разбирательство США против Google может побудить Apple ускорить работу над фирменным поисковым сервисом.

Впоследние недели эксперты наблюдают повышенную активность веб-краулера Applebot. Это говорит отом, что компания собирает массивную базу интернет-страниц, необходимую для создания поисковика.Apple отказалась откомментариев.

Разработка домашней поисковой системы— вполне логичный шаг для Apple, которая предпочитает самостоятельно контролировать наиболее важные компоненты своих продуктов, отмечает издание. Уже больше десяти лет вкачестве поисковика наiPhone поумолчанию используется Google Search.

Apple разрабатывает свою альтернативу поисковику Google

В2014 году Googleплатилазаинтеграцию своего поискового движка вкачестве основного впродукты Apple $1млрд. Как сообщает NYT, в2017-м условия договорённости пересмотрели, аставки для Google завозможность быть поисковиком поумолчанию, втом числе наiPhone ивSiri, поднялись до$8-12млрд вгод.

Сделка наглядно иллюстрирует, что Google пытается незаконными методами сохранить свою монополию нарынке иподавить конкуренцию. Минюст утверждает, что гаджеты Apple дают около половины поискового трафика Google, накотором держится еёрекламный бизнес. Поэтому потерять такой крупный его источник для Google крайне нежелательно.

Apple разрабатывает свою альтернативу поисковику Google

Google ежегодно выплачивает Apple от$8млрд до$12млрд вгод зато, что еёпоисковик устанавливается поумолчанию наiOS. Сделка стала одним изпредметов антимонопольного расследования,открытогоМинистерством юстиции США вотношении Google напрошлой неделе.

Apple активизировала разработку собственного поискового движка нафоне антимонопольного расследования американских властей вотношении Google,пишетFinancial Times.

Слухи отом, что уApple может появиться свой поисковик, появились вэтом августе: наэто указывало одно изизменений вiOS14. Компания начала выводить собственные поисковые результаты, анесгенерированные Google, идавать прямые ссылки насайты позапросам, заданным сдомашнего экрана iPhone.

Apple разрабатывает свою альтернативу поисковику Google

Кроме того, «яблочная» компания открыла вакансии посозданию «революционных поисковых технологий». 2,5 года назад Appleнанялакомпьютерного специалиста Джона Джаннандреа, который сейчас занимает пост старшего вице-президента поAI. Доэтого Джаннандреа восемь лет проработал вGoogle, втом числе над стратегиями применения искусственного интеллекта веёпоисковой системе.

Несколько дней назад New York Timesупоминал, что антимонопольное разбирательство США против Google может побудить Apple ускорить работу над фирменным поисковым сервисом.

Впоследние недели эксперты наблюдают повышенную активность веб-краулера Applebot. Это говорит отом, что компания собирает массивную базу интернет-страниц, необходимую для создания поисковика.Apple отказалась откомментариев.

Разработка домашней поисковой системы— вполне логичный шаг для Apple, которая предпочитает самостоятельно контролировать наиболее важные компоненты своих продуктов, отмечает издание. Уже больше десяти лет вкачестве поисковика наiPhone поумолчанию используется Google Search.

Apple разрабатывает свою альтернативу поисковику Google

В2014 году Googleплатилазаинтеграцию своего поискового движка вкачестве основного впродукты Apple $1млрд. Как сообщает NYT, в2017-м условия договорённости пересмотрели, аставки для Google завозможность быть поисковиком поумолчанию, втом числе наiPhone ивSiri, поднялись до$8-12млрд вгод.

Сделка наглядно иллюстрирует, что Google пытается незаконными методами сохранить свою монополию нарынке иподавить конкуренцию. Минюст утверждает, что гаджеты Apple дают около половины поискового трафика Google, накотором держится еёрекламный бизнес. Поэтому потерять такой крупный его источник для Google крайне нежелательно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *