Суперкомпьютер - обозначения суперкомпьютера



Предел для обозначения суперкомпьютера точно не указан. В некоторых источниках говорится, что производительность как минимум в десять раз выше, чем у обычных компьютеров, но суперкомпьютеры, с некоторым преувеличением, менее мощные, но интересные решения (например, суперкомпьютер Orange Pi, Raspberry Pi). Производительность суперкомпьютеров измеряется в единицах FLOPS (операций с плавающей точкой в секунду) с использованием его кратных единиц в системе СИ , например «TFLOPS» (10 12 FLOPS, давайте запишем один терафлопс).
Как видно на картинке, наибольшая доля в области операционных систем приходится на системы Unix , особенно Linux , что связано с открытостью этих систем.

Суперкомпьютеры используются для ресурсоемких и «больших» задач, таких как исследование генома , физическое моделирование (например, моделирование ядерного взрыва , прогноз погоды ), криптоанализ и т.д. Для некоторых задач создаются специализированные суперкомпьютеры
Сегодня суперкомпьютеры используются практически во всех областях науки. Они используются для создания и тестирования моделей наблюдаемых или исследуемых явлений.
модели квантовой физики , прогноз погоды, модели органической химии, криптоанализ, транспортные модели.

Архитектура современных суперкомпьютеров


Архитектура суперкомпьютеров в настоящее время основана на соединении большого количества обычных компьютеров через высокоскоростную компьютерную сеть (см. Компьютерный кластер ). Этот метод используется, например, в Google для каталогизации страниц со всего Интернета. Кластер обычных компьютеров несравненно дешевле одного специализированного суперкомпьютера аналогичной производительности. Первая десятка самых мощных суперкомпьютеров рейтинга TOP500 имеет одинаковую базовую архитектуру. Каждый из них представляет собой кластер многопроцессорных сборок с потоком множественных инструкций ( MIMD ), причем каждый из процессоров имеет архитектуру SIMD .(Одна инструкция / несколько данных). Суперкомпьютеры радикально различаются по количеству многопроцессорных модулей на кластер, количеству процессоров на модуль и количеству одновременно выполняемых инструкций на процессор SIMD.
Компьютерный кластер - это набор компьютеров, объединенных высокоскоростной сетью, на каждом из которых выполняются отдельные задачи операционной системы.
Многопроцессорный компьютер - это компьютер, работающий под управлением одной отдельной операционной системы и использующий более одного процессора, при этом количество пользовательских приложений отличается от количества процессоров. Процессоры разделяют задачи с использованием технологий SMP (Symmetric Multiprocessing) и NUMA (неоднородный доступ к памяти).

Процессор SIMD одновременно выполняет одни и те же инструкции для более чем одного файла данных. Это так называемые векторные процессоры . Их преимущество - большая эффективность и меньшее потребление при той же мощности.
Некоторые суперкомпьютеры также используют мощные видеокарты , точнее их GPU ( GPGPU ).

Распределенных вычислений


Суперкомпьютеры также могут включать в себя подключение большого количества обычных персональных компьютеров через Интернет . Строго говоря, это не суперкомпьютер, а распределенное вычисление , и он может вычислять (некоторые) задачи такого же типа и размера, что и суперкомпьютеры, при этом имеет смысл сравнивать его производительность с суперкомпьютерами. Это полезно для вычислений, которые можно легко распараллелить и которые не требуют быстрой связи между отдельными узлами. Одним из самых известных проектов такого рода является SETI @ home , который анализирует сигналы радиотелескопа и обеспечивает производительность около 250 терафлопс (триллионы операций в секунду). Такой способ использования свободного процессорного времени компьютеров по всему миру через Интернет называется измельчением . Общая платформа для распределенных вычислений, которая учитывает различные и разумные вещи, - это BOINC .
В связи с пандемией covid-19 резко увеличилось количество пользователей менее важного до сих пор Folding @ home , который с более чем 1 EFLOPS превзошел совокупную производительность 100 самых мощных суперкомпьютеров.

Суперкомпьютеры специального назначения


Многие суперкомпьютеры были созданы не для удовлетворения потребностей научного сообщества, а для решения конкретной задачи. Например:
Deep Blue - создан для игры в шахматы , как первая машина, победившая человека ( Гарри Каспаров ) в этой игре.
GRAPE - Создан для задач астрофизики и молекулярной динамики.
Deep Crack - создан для взлома шифра DES.

14.02.2021 в 19:27, Просмотров: 899
Опубликовал: ak167






Предложить пост

Поиск



По всему сайту
По тэгам
По тэгам и заголовкам

Боковое меню

  • Карта сайта
  • RSS-каналы
  • Обратная связь
  • Пользователи



    Рейтинг@Mail.ru