Superpočítače byly v 90. letech obrovským závodem, protože USA, Čína a další soutěžily o nejrychlejší počítač. Zatímco závod trochu utichl, tyto monster počítače stále používaly k řešení mnoha světových problémů.
Tak jako Mooreův zákon (staré pozorování, že výpočetní výkon se zdvojnásobuje zhruba každé dva roky) posouvá náš výpočetní hardware dále, zvyšuje se také složitost řešených problémů. Zatímco dříve byly superpočítače přiměřeně malé, dnes mohou zabírat celé sklady, všechny naplněné vzájemně propojenými stojany počítačů.
Co dělá počítač „super“?
Termín „superpočítač“ znamená jeden gigantický počítač mnohonásobně výkonnější než váš jednoduchý notebook, ale to už nemohlo být dále. Superpočítače se skládají z tisíců menších počítačů, které jsou spojeny dohromady, aby provedly jeden úkol. Každé jádro CPU v datovém centru pravděpodobně běží pomaleji než váš stolní počítač. Díky jejich kombinaci je výpočetní technika tak efektivní. Počítače v tomto měřítku zahrnují spoustu sítí a speciálního hardwaru a není to tak jednoduché, jako jen zapojit každý stojan do sítě, ale můžete si je představit tímto způsobem a nebyli byste daleko od značky.
Ne každý úkol lze tak snadno paralelizovat, takže nebudete používat superpočítač ke spouštění her rychlostí milionu snímků za sekundu. Paralelní výpočet je obvykle dobrý pro zrychlení výpočtů velmi orientovaných na výpočet.
Superpočítače se měří ve FLOPS neboli Floating Point Operations Per Second, což je v podstatě měřítko toho, jak rychle dokáže matematiku. Nejrychlejší v současnosti je Summit IBM , který může dosáhnout více než 200 PetaFLOPS, milionkrát rychlejší, než je většina lidí zvyklá na „Giga“.
Na co se tedy používají? Většinou věda
Superpočítače jsou páteří výpočetní vědy. Používají se v lékařské oblasti k provádění simulací skládání bílkovin pro výzkum rakoviny, ve fyzice k provádění simulací pro velké inženýrské projekty a teoretické výpočty, a dokonce i ve finanční oblasti ke sledování akciového trhu, aby získali náskok před ostatními investory.
Snad práce, která průměrnému člověku nejvíce prospívá, je modelování počasí. Přesné předpovídání, zda budete příští středu potřebovat kabát a deštník, je překvapivě těžký úkol, který ani dnešní gigantické superpočítače nedokážou s velkou přesností. Předpokládá se, že abychom mohli spustit modelování celého počasí, budeme potřebovat počítač, který měří jeho rychlost v ZettaFLOPS - další dvě úrovně od PetaFLOPS a zhruba 5 000krát rychlejší než IBM Summit. Tohoto bodu pravděpodobně dosáhneme až v roce 2030, ačkoli hlavním problémem, který nás drží zpátky, není hardware, ale cena.
Počáteční náklady na nákup nebo vybudování veškerého tohoto hardwaru jsou dostatečně vysoké, ale skutečným kickerem je účet za energii. Mnoho superpočítačů může každý rok spotřebovat až miliony dolarů, aby zůstaly v provozu. I když teoreticky neexistuje žádné omezení, kolik budov plných počítačů byste mohli spojit dohromady, stavíme pouze superpočítače dostatečně velké na to, abychom vyřešili aktuální problémy.
Budu tedy mít v budoucnu doma superpočítač?
V jistém smyslu už ano. Většina stolních počítačů dnes soupeří s výkonem starších superpočítačů, dokonce i průměrný smartphone má vyšší výkon než neslavný Cray-1 . Je tedy snadné provést srovnání s minulostí a teoretizovat o budoucnosti. Ale to je z velké části způsobeno tím, že se průměrný procesor v průběhu let mnohem rychleji zrychlil, což se už tak rychle neděje.
V poslední době se Mooreův zákon zpomaluje, když se dostáváme k hranici toho, jak malé můžeme vyrobit tranzistory, takže CPU se nezrychlují. Jsou stále menší a energeticky efektivnější, což tlačí výkon CPU ve směru více jader na čip pro stolní počítače a celkově výkonnější pro mobilní zařízení.
Je však těžké si představit, že problém průměrného uživatele způsobí růst počítačových potřeb. Koneckonců, k procházení internetu nepotřebujete superpočítač a většina lidí ve svých základnách nepoužívá simulace skládání bílkovin. Špičkový spotřebitelský hardware dnes daleko převyšuje běžné případy použití a je obvykle vyhrazen pro konkrétní práci, která z toho těží, jako je 3D vykreslování a kompilace kódu.
Takže ne, pravděpodobně žádný nebudete mít. Největší pokrok bude pravděpodobně v mobilním prostoru, jako jsou telefony a tablety přiblížit úroveň výkonu na ploše , což je stále docela dobrý pokrok.
Kredity obrázku: Shutterstock , Shutterstock
