Superpočítač sa nazýva počítač, ktorý výkonom a inými technickými vlastnosťami ďaleko presahuje ostatné existujúce v súčasnosti. Tento počítač obsahuje niekoľko procesorov. Ďalšia charakteristická v týchto výpočtových zariadení je použitie vektora aritmetiky, že sa môžu vykonávať aritmetické operácie súčasne na niekoľkých dvojíc čísel. Napríklad typický superpočítač môže súčasne vypočítať niekoľkými zamestnancami mzdu, zatiaľ čo obyčajný počítač zároveň berie do úvahy iba jeden platy zamestnancov.

História superpočítačov :. Vznik superpočítačov v roku 1960

Prvé superpočítač bol vytvorený firmou Control Data Corporation (CDC) pod vedením Seymour Krey. Jedným z prvých, vyvinutý vo firme mal počítačov Cray CDC 1604. To bolo nahradené vákuové žiarovky, elektronické tranzistory, sa rýchlo získal popularitu vo vedeckých laboratóriách. Neskôr sa firma CDC vyvinula super počítače CDC 7600 a začiatok CDC 8600. V roku 1964 najrýchlejší počítač na svete sa stala Stretch, ktorá by mohla niesť tri milióny pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu (obvody).


Jednou z výhod počítačov, vyvinutý pod vedením Seymour Krey bola hustá balenie elektronických súčiastok, čo umožňuje zvýšenie výkonu počítača. Všetky počítače Seymour Creay boli optimalizované pre náročné vedecké aplikácie, napríklad riešenie diferenciálnych rovníc, maticevýpočty, seizmická analýza, lineárne programovanie a iné podobné úlohy.

Cray superpočítače v 1970.

Seymour Craig opustil spoločnosť CDC av roku 1972 založil Cray Research, Inc. V roku 1975 spoločnosť Cray Research vydala počítač Cray-1, ktorý patrí do 4. generácie počítačov. Celkovo predalo viac ako 80 takýchto strojov, ktoré boli v tom čase veľkým úspechom. Cray-1 bol jedným z prvých počítačov, v ktorých by sa vykonávanie operácií náročných na prácu mohlo uskutočniť okamžite na niekoľkých procesorových zariadeniach a bolo tak jedným z prvých "multiprocesorových" zariadení.


Jeden z priekopníkov multiprocesorových počítačov bol Cray X-MP, ktorý bol predstavený v roku 1982 a ktorý spája dva počítače Cray-1. Bol tiež prvým počítačom, ktorý implementuje vektorové výpočty. Okrem toho sa v roku 1970 objavil prvý 32-bitový super-mini-počítač.

Vývoj superpočítačov v osemdesiatych rokoch 20. storočia.

V roku 1985 Cray Research predstavil štvorjadrový počítač Cray-2. Stala sa prvým výpočtovým zariadením, ktoré prekročilo miliardu FLOPS. V roku 1983 Daniel Hillis, študent na Massachusetts Institute of Technology, vynašiel, ako zlepšiť produktivitu multiprocesorových systémov patriacich do 4. generácie počítačov. A v tom istom roku sa stal spoluzakladateľom firmy Thinking Machines Corporation. V roku 1985 táto spoločnosť vyvinula prvý počítač CM-1. Použil 65 536 nízkorozpočtových jednobitových procesorov, ktoré boli zoskupené do 16 ks. na jednom čipu Výkon počítača CM-1 v niektorých operáciách dosiahol niekoľko miliárd FLOPS a bol v tom čase porovnateľný s najrýchlejšímsuperpočítač cray

Ďalší rozvoj superpočítačov v deväťdesiatych rokoch 20. storočia.

Dôležití zákazníci superpočítačov boli vojenskí. Po podpísaní Zmluvy o všeobecnom zákaze jadrových skúšok (1996) zo strany Spojených štátov bol potrebný ďalší certifikačný program jadrových hlavíc. Ministerstvo energetiky USA preto vyčlenilo finančné prostriedky na nový program rozvoja superpočítačov zameraný na vývoj počítača schopného simulovať jadrové testy do roku 2004. Tento počítač by mal mať výkon viac ako 100 biliónov FLOPS a najrýchlejší z existujúcich počítačov v tom čase bol Cray T3E s produktivitou až 150 miliárd FLOPS. Superpočítač ASCI Red, postavený Sandia National Laboratories v Albuquerque, spoločne s Intel, najprv dosiahla 1 TFLOPS. Zahrala 9072 štandardných procesorov Pentium Pro.

Japonský superpočítač

Hoci v Spojených štátoch dominoval multiprocesorový prístup, v Japonsku sa spoločnosť NEC vrátila k staršiemu prístupu - k individuálnemu návrhu počítačového čipu. Spoločnosť Earth Simulator získala prvé miesto v zozname najproduktívnejších počítačov v roku 2002.

Moderné počítače

V roku 2004 bol najrýchlejší superpočítač Blue Gene /L, ktorý vydal IBM. Jeho výkon sa približne rovnal 36 TFLOPS. Po dvoch zdvojených počtoch procesorov Blue Gene /L inštalovaných v Sandia National Laboratories v Livermore v Kalifornii v roku 2005 sa stal prvým strojom, ktorý prekonal produktivitu 100 TFLOPS.
Prvý počítač, ktorého výkonnosť bola vyššia1000 alebo 1 petaflop TFlops, bol postavený IBM v roku 2008

Aplikácia superpočítačov

superpočítačov používaných vo vedeckej oblasti vykonávať zdĺhavých výpočtov a spracovanie veľkého množstva informácií v reálnom čase. Navyše, pokroky v oblasti výpočtovej techniky povolené vedci používať presné modely procesov trochu zjednodušujúce, používané skôr. V matematike s využitím superpočítače vyriešil problém kryptografie a štatistík. Vo fyzike pomáhajú pochopiť procesy, ktoré sa vyskytujú vo vnútri atómu. Biológovia superpočítačov pomáhajú dešifrovať DNA. Sú tiež nevyhnutné pre predpovedanie počasia, zmeny klímy, výskumu a Zeme hľadanie ropy a zemného plynu. Tiež superpočítače sa používajú na vykonávanie vojenských výpočtov súvisiacich s jadrovými zbraňami. Použitie výkonných počítačov umožnilo niekoľko prelomov v oblastiach, ako je meteorológia, globálna klimatická analýza, tvorba nových medicínskych produktov a leteckej techniky.

Prehľad superpočítače

Keď sa hovorí o super počítača je často otázkou: "Čo je najrýchlejší počítač" Odpoveď na túto otázku môže poskytnúť hodnotenie 10 najvýkonnejších superpočítačov. V tomto hodnotení sú prezentované nové počítače.

Summit Power System AC922 je v súčasnosti považovaný za najrýchlejší. Jeho výkon v súlade s údajmi získanými pomocou systému porovnávacej Linpack, z 1223 PFLOPS. Maximálna teoretická produktivitapočítačové zariadenie 187659 PFLOPS. Super AMI Summit Power System AC922 je vyrobený IBM špeciálne pre použitie v Okridzsk National Laboratory.

Druhým výkonným miestom je čínsky superpočítač Sunway TaihuLight. Počítačová rýchlosť tohto počítača, ktorá bola meraná pomocou testovacieho systému LINPACK, je 93 PFLOPS. Táto super počítač bol najproduktívnejší na svete od júna 2016 do júna 2018, tento superpočítač umiestnený v ľudovej republiky, výpočtového strediska v Wuxi a použité pre predpovedanie počasia, lekársky výskum a vykonávať rôzne zložité výpočty.

Ďalším miestom výkonu je počítačové zariadenie Sierra Power System S922LC. Tento superpočítač má výkon 7161 PFLOPS, podľa testov LINPACK. Toto zariadenie sa nachádza v laboratóriu Livermore. E. Lawrence, člen Kalifornskej univerzity.

Super-počítač "Tyanhэ 2" bol najsilnejší výpočtové zariadenia od roku 2013 do roku 2016 Jeho meno sa prekladá z čínštiny ako "Mliečna dráha - 2". Podľa štandardného testu Linpack jeho výkon sa rovná 61,445 PFLOPS, teoretická vrch - 100679. Toto zariadenie sa nachádza v Národnom výpočtovom stredisku Guangzhou (Čína).

V súčasnosti je piatym najväčším výkonom japonský superpočítač AI Bridging Cloud Infrastructure. Jeho výkon na testoch LINPACK 1988 a maximálna teoretická - 32577 PFLOPS.

Superpočítač Piz DaintNachádza sa vo Švajčiarskom počítačovom centre a je najproduktívnejším počítačovým zariadením v Európe. Jeho špičkový teoretický výkon je 25326 PFLOPS a skutočný, fixovaný pomocou testov LINPACK - 1959 PFLOPS. Navrhol americká spoločnosť Cray.

Siedme miesto vo výkonnosti je superpočítač Titan, ktorý bol vydaný v roku 2012 na základe architektúry Cray XK7. Skutočný výkon tohto zariadenia, meraný pomocou testovacej sady LINPACK, je 1759 PFLOPS a maximálna teoretická hodnota je 27113 PFLOPS. Pracuje v laboratóriu amerického ministerstva energetiky, Tennessee. Bolo to najvýkonnejšie počítačové zariadenie od novembra 2012 do júla 2013.

Superpočítač Sequoia bol vyvinutý spoločnosťou na platforme IBM Blue Gene /Q. Jeho skutočný výkon je 17 173 PFLOPS a teoreticky možný - 20133 PFLOPS. Nachádza sa v laboratóriu Livermore.

Počítač Trinity je založený na platforme Cray XC40. Nameraná výkonnosť počítačového zariadenia PFLOPS 14137. Inštalované v laboratóriu v Los Alamos.

Coriho superpočítač, podobne ako predchádzajúci, sa vyrába na architektúre Cray XC40. Jeho výkon na testoch LINPACK je 14015 PFLOPS.

Záver

Vývoj superpočítača mal veľký vplyv na mnohé odvetvia vedy a priemyslu. V súčasnosti je najväčšou prekážkou, ktorá sťažuje odhalenie celého výpočtového potenciálu takýchto zariadení, že je ťažké písať programy, ktoré by mohli súčasne prevziať všetky superpočítačové procesory na plný výkon. Je to spôsobené napísaním programu, ktorý efektívne vypočíta úlohu výpočtovej technikyniekoľko prúdov, oveľa zložitejšie ako tie, ktoré sa postupne spúšťajú na jednom procesore. A nie každá úloha podlieha takej paralelizácii. To je všetko, čo potrebujete vedieť o superpočítačoch, o účeloch, schopnostiach a zásadách budovania týchto počítačov.