Supercomputer waren in den 90er Jahren ein gewaltiges Rennen, da die USA, China und andere um den schnellsten Computer kämpften. Während das Rennen etwas nachgelassen hat, haben diese Monstercomputer immer noch viele der Probleme der Welt gelöst.
Wie Moores Gesetz (eine alte Beobachtung, die besagt, dass sich die Rechenleistung ungefähr alle zwei Jahre verdoppelt) treibt unsere Computerhardware weiter voran, und die Komplexität der zu lösenden Probleme nimmt ebenfalls zu. Während Supercomputer früher recht klein waren, können sie heutzutage ganze Lagerhäuser belegen, die alle mit miteinander verbundenen Computergestellen gefüllt sind.
Was macht einen Computer „super“?
Der Begriff "Supercomputer" impliziert einen gigantischen Computer, der um ein Vielfaches leistungsfähiger ist als Ihr einfacher Laptop, aber das könnte nicht weiter vom Fall entfernt sein. Supercomputer bestehen aus Tausenden kleinerer Computer, die alle für eine Aufgabe miteinander verbunden sind. Jeder CPU-Kern in einem Rechenzentrum läuft wahrscheinlich langsamer als Ihr Desktop-Computer. Es ist die Kombination von allen, die das Rechnen so effizient macht. In Computern dieser Größenordnung sind viele Netzwerke und spezielle Hardware enthalten, und es ist nicht so einfach, jedes Rack an das Netzwerk anzuschließen, aber Sie können sie sich auf diese Weise vorstellen, und Sie wären nicht weit vom Ziel entfernt.
Nicht jede Aufgabe kann so einfach parallelisiert werden, sodass Sie keinen Supercomputer verwenden, um Ihre Spiele mit einer Million Frames pro Sekunde auszuführen. Paralleles Rechnen beschleunigt normalerweise sehr rechenorientiertes Rechnen.
Supercomputer werden in FLOPS oder Gleitkommaoperationen pro Sekunde gemessen. Dies ist im Wesentlichen ein Maß dafür, wie schnell sie rechnen können. Der derzeit schnellste ist IBMs Gipfel , das über 200 PetaFLOPS erreichen kann, eine Million Mal schneller als „Giga“, wie es die meisten Menschen gewohnt sind.
Wofür werden sie verwendet? Meistens Wissenschaft
Supercomputer sind das Rückgrat der Computerwissenschaft. Sie werden im medizinischen Bereich verwendet, um Proteinfaltungssimulationen für die Krebsforschung durchzuführen, in der Physik, um Simulationen für große Ingenieurprojekte und theoretische Berechnungen durchzuführen, und sogar im Finanzbereich, um den Aktienmarkt zu verfolgen und anderen Investoren einen Vorteil zu verschaffen.
Vielleicht ist die Wettermodellierung der Job, von dem die durchschnittliche Person am meisten profitiert. Die genaue Vorhersage, ob Sie am kommenden Mittwoch einen Mantel und einen Regenschirm benötigen, ist eine überraschend schwierige Aufgabe, die selbst die gigantischen Supercomputer von heute nicht mit großer Genauigkeit erledigen können. Es wird vermutet, dass wir für die Vollwettermodellierung einen Computer benötigen, der seine Geschwindigkeit in ZettaFLOPS misst - zwei weitere Stufen von PetaFLOPS entfernt und etwa 5000-mal schneller als IBMs Summit. Wir werden diesen Punkt wahrscheinlich erst 2030 erreichen, obwohl das Hauptproblem, das uns zurückhält, nicht die Hardware ist, sondern die Kosten.
Die Vorabkosten für den Kauf oder den Bau all dieser Hardware sind hoch genug, aber der eigentliche Kicker ist die Stromrechnung. Viele Supercomputer können jedes Jahr Strom im Wert von Millionen von Dollar verbrauchen, um am Laufen zu bleiben. Während es theoretisch keine Begrenzung gibt, wie viele Gebäude voller Computer Sie miteinander verbinden können, bauen wir nur Supercomputer, die groß genug sind, um aktuelle Probleme zu lösen.
Habe ich in Zukunft einen Supercomputer zu Hause?
In gewissem Sinne schon. Die meisten Desktops konkurrieren heutzutage mit der Leistung älterer Supercomputer, wobei selbst das durchschnittliche Smartphone eine höhere Leistung aufweist als das berüchtigte Cray-1 . Es ist also einfach, einen Vergleich mit der Vergangenheit anzustellen und über die Zukunft zu theoretisieren. Dies liegt jedoch hauptsächlich daran, dass die durchschnittliche CPU im Laufe der Jahre viel schneller wird, was nicht mehr so schnell geschieht.
In letzter Zeit hat sich das Moore'sche Gesetz verlangsamt, da wir an die Grenzen der Größe von Transistoren stoßen, sodass CPUs nicht viel schneller werden. Sie werden kleiner und energieeffizienter, wodurch die CPU-Leistung in Richtung mehr Kerne pro Chip für Desktops und insgesamt leistungsfähiger für mobile Geräte steigt.
Es ist jedoch schwer vorstellbar, dass das Problem eines durchschnittlichen Benutzers den wachsenden Computeranforderungen entspricht. Schließlich benötigen Sie keinen Supercomputer, um im Internet zu surfen, und die meisten Menschen führen in ihren Kellern keine Proteinfaltungssimulationen durch. Die heutige High-End-Consumer-Hardware übertrifft die normalen Anwendungsfälle bei weitem und ist normalerweise bestimmten Arbeiten vorbehalten, die davon profitieren, wie z. B. 3D-Rendering und Code-Kompilierung.
Also nein, Sie werden wahrscheinlich keinen haben. Die größten Fortschritte werden wahrscheinlich im mobilen Bereich wie Telefone und Tablets zu verzeichnen sein nähern Sie sich Desktop-Leistungsstufen , was immer noch ein ziemlich guter Fortschritt ist.
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