Hvad er en supercomputer? De 10 bedste supercomputere i verden

Ordbogsdefinitionen af ​​en supercomputer er “en særlig kraftig mainframe-computer.”

Det “strøm” af en supercomputer defineres af hvor mange operationer, som systemet kan behandle hvert sekund.

Dette er en bred definition med en målpost, der ændres hver gang computerteknologien skrider frem. De hurtigste personlige computere i dag behandler operationer med den hastighed, som supercomputere udførte for flere årtier siden. Det er så hurtigt denne teknologi ændrer sig.

Så hvad er egentlig en supercomputer??

Lad os tage et dybere kig på, hvordan supercomputere ser ud i dag for at finde ud af.

Verdens mest kraftfulde supercomputer

I mange år kæmpede USA, Kina og Japan om at være det land, der ejes den hurtigste supercomputer i verden. “Hurtig” defineres af antallet af petaflops, som computersystemet kan udføre. EN petaflop er tusind teraflops, eller en quadrillion flydepunktoperationer pr. sekund PC Benchmark Tests: Hvad er de, og gør de faktisk noget? PC Benchmark Tests: Hvad er de, og gør de faktisk noget? Der er masser af tekniske websteder på Internettet, der handler med benchmarks - en hel række diagrammer og numre til næsten ethvert stykke hardware på markedet. Men hvad betyder de?? .

I 2013 var de to mest magtfulde supercomputere:

• Det Cray Titan på Oak Ridge og kan prale af en behandlingskapacitet på 17,59 petaflops.
• Det IBM Sequoia hos Livermore Labs og skubber 17,17 petaflops.

Men det år overtog Kina løbet med NUDT Tianhe-2 i Guangzhou med hele 33,86 petaflops. Dette system var konge, indtil 2016, hvor Sunway TaihuLight i Wuxi tog Kina endelig prisen med en imponerende petaflops på 93,01.

Billedkredit: O01326 / Wikipedia Commons

Ifølge Top500 skulle den næste konge af supercomputere være the Topmøde. Dette er en supercomputer på Oak Ridge National Lab, der forventes at komme live i sommeren 2018.

Ser dybere ind i en supercomputer

Nu hvor du kender tilstanden i det aktuelle supercomputer race, lad os se nærmere på den indre funktion af disse imponerende vidunder af teknologi. Lad os undersøge Sunway Taihulight.

Taihulight er en supereffektiv computer med følgende processorarkitektur:

• 1,45 GHz SW26010-processorer, hver med fire grupper af kerner Hvad er en CPU, og hvad gør den? Hvad er en CPU, og hvad gør den? Computing akronymer er forvirrende. Hvad er en CPU alligevel? Og har jeg brug for en quad- eller dual-core-processor? Hvad med AMD eller Intel? Vi er her for at hjælpe med at forklare forskellen! .
• Hver kernegruppe indeholder 65 kerner i alt 260 kerner pr. Knude.
• Hvert systemskab indeholder 1.024 noder.
• Hele systemet indeholder 40 skabe.

For at forbinde alle disse skabe skræddersyede bygherrerne af dette imponerende system deres eget netværk af PCIe 3.0-forbindelser, som de har kaldt “Sunway Network”.

Netværket forbinder switches, hardware-deling af ressourcer og alle supernoder via 7-tommer kabler, der transmitterer data med 70 terabyte i sekundet.

Følgende er den aktuelle liste over de 10 hurtigste supercomputere i verden ifølge Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Kina): 10.649.600 kerner, 93.014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Kina): 3.120.000 kerner, 33.962 TFlops / s
3. Piz Daint (Schweiz): 361.760 kerner, 19.590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japan): 19.860.000 kerner, 19.136 TFlops / s
5. Titan (Amerikas Forenede Stater): 560.640 kerner, 17.590 TFlops / s
6. Sequoia (USA): 1.572.864 kerner, 17.173 TFlops / s
7. Trinity (Amerikas Forenede Stater): 979.968 kerner, 14.137 TFlops / s
8. Cori (Amerikas Forenede Stater): 622.336 kerner, 14.015 TFlops / s
9. Egekrat-PACS (Japan): 556.104 kerner, 13.555 TFlops / s
10. K Computer - Sparc64 (Japan): 705.024 kerner, 10.510 TFlops / s

Det er et enormt spillefelt, der involverer avancerede laboratorier og regeringsfaciliteter overalt i verden. Lederne tjener ikke kun respekten for computereksperter globalt, men løbet om toppen er også politisk ladet. Og med supercomputeromkostninger, der løber til de tusinder af dollars i timen, tjener disse virksomheder sandsynligvis også mange penge.

Hvad bruges supercomputere til?

Hvorfor skulle nogen have brug for et computersystem, der kan behandle firedoblinger med flydende punktoperationer pr. Sekund?

Virkeligheden er, at der i mange forskellige brancher er der behov, der kræver massiv computerkraft. Her er bare et par supercomputer anvendelser inden for industri, regeringer og militæret.

En rapport skrevet af International Data Corporation i 2014 dykkede ned i snesevis af virkelige verdener, hvor supercomputere blev brugt. Vi trak følgende eksempler fra den undersøgelse.

Industri

• General Electric, en stor aktør inden for luftfartsindustrien, samarbejdede med computereksperter ved Oak Ridge National Laboratory for at fremstille avancerede jetmotorsimuleringer. Simuleringerne hjalp GE med at identificere et motorfenomen, der hjalp virksomheden med at forbedre den samlede brændstofeffektivitet.
• Forskere ved Lawrence Livermore National Labs brugte supercomputere der til at udvikle en ny teknik til dataindsamling af undergrunden. Dette gjorde det muligt for den amerikanske olie- og gasindustri lettere at identificere oliereserver i den Mexicanske Golf og reducere Amerikas afhængighed af udenlandsk olie.
• Boeing ingeniører brugte supercomputere til at oprette fly simuleringer det førte til bedre aerodynamiske konstruktioner, så de kunne producere mere brændstofeffektive og mere sikre fly.

Billedkredit: Boeing, 2013 / Cornell University

Regering

• Centers for Disease Control og Cornell University samarbejdede om at skabe en meget detaljeret model af hepatitis C-virus. Ved hjælp af en supercomputer på Cornell University kunne forskerne udvikle nye behandlingsformer der til sidst hjalp det medicinske samfund 8 Medicinske teknologiske gennembrud, som du muligvis har brug for en dag 8 Medicinske teknologiske gennembrud, som du muligvis har brug for en dag Tro det eller ej, hastigheden på teknologiske fremskridt øges stadig - og der sker mange gennembrud i den Medicinsk område. Tjek disse fantastiske nye ting! til reduktion eller kur af leversygdom hos patienter.
• Det amerikanske forsvarsministerium brugte en supercomputer til udvikle nye vejrmodeller det ville hjælpe meteorologer med at forudsige potentielt farlige orkaner og cykloner. De mere avancerede computermodeller af disse storme gav mulighed for at forudsige farerne op til fem dage før påvirkningen.

Militær

• Den amerikanske hær bruger supercomputere på Army Research Laboratory til at køre avancerede simuleringer der hjælper forskere med at opføre sig “destruktive liveeksperimenter og prototypedemonstrationer.” Dette ville ellers være omkostningsforbudeligt at føre med reelt udstyr.
• En af de mest usædvanlige supercomputere brugt af det amerikanske militær blev kaldt the “Condor Cluster,” oprettet af den amerikanske luftvåben i 2010. Ingeniører tilsluttede 1.760 Sony PlayStation 3-konsoller sammen for at skabe supercomputer-kernen. Det var i stand til 500 TFlops og bruges til opgaver som mønster genkendelse, behandling af satellitbilleder, og udfører kunstig intelligensforskning.

Som du kan se, er der mange krav fra hele sektoren, regeringsorganer og militæret til avanceret computerkraft.

Er kvantecomputere næste?

Hver fremskridt inden for supercomputerhastighed er et direkte resultat af et større antal transistorer pakket i mikroprocessorer i mindre og mindre skala. Da disse mikrokredsløb fortsætter med at skrumpe hen imod en atomisk skala, forudsiger mange futurister, at det næste trin i supercomputere vil være inden for kvantecomputere..

Hvad er en kvantecomputer?

Kvanteberegning er en unik løsning på computerteknologi. I stedet for den traditionelle transistorbaserede mikroprocessor, håber videnskabsfolk at kapitalisere på at manipulere tilstanden af ​​subatomære partikler.

Subatomiske partikler overholder meget mærkelige fysiske love - hvoraf mange forskere kun har opdaget i den meget nyere fortid. Ved at eksperimentere med forskellige teknikker til at kontrollere disse partiklers subatomære tilstande, håber forskere at erstatte 1'erne og 0'erne for en klassisk transistor med en ækvivalent 1 eller 0-tilstand for disse kvantepartikler.

Et andet ord for disse to-tilstandspartikler er kvantebits (eller “qubits”).

Det mind-bending aspekt af kvanteberegning er det faktum, at de mange tilgængelige tilstande af disse partikler muligvis kan give disse computere mulighed for at gemme mere end bare en 1 eller 0.

Er der nogen kvante-supercomputere?

Årsagen til at du endnu ikke har hørt om en overlegen kvante-supercomputer, der fremstiller Top500-listen, er fordi der ikke findes nogen faktisk stabil kvante-supercomputer.

IBM tilbyder online adgang til et 20 qubit-system, som forskere kan bruge. Forskere bruger typisk kvantecomputere til specifikke beregninger og analyser, som de er velegnet til, såsom kemiske simuleringer.

Oprettelsen af ​​kvantecomputere bruger udtryk, som ikke længe siden for det meste var teoretiske. Men nu beskriver forskerne, der bygger disse systemer, meget reelle interaktioner mellem “qubits” som “sammenfiltring.” De beskriver specifikke tilstande af qubits som “sammenhæng.” Så det er næsten umuligt at sammenligne disse systemer med traditionelle computere.

Store systemer, der måske har et håb om at konkurrere med nutidens traditionelle supercomputere, er stadig for ustabile. For eksempel annoncerede IBM i november 2017, at den havde bygget en 50-qubit kvantecomputer. Dog kunne det kun have sit kvante “mikrotilstand” i 90 mikrosekunder.

Kvantecomputere har store løfter for fremtiden, men lige nu tilbyder de kun lidt konkurrence for traditionelle, silikonebaserede supercomputere.

Hvad tror du, fremtiden rummer?

Hvor tror du fremtiden for superdatateknologi er på vej? Tror du kvantecomputere er tættere på horisonten, end folk er klar over? Hvilket land tror du vil være på listen i 2018 og videre?