Οι υπερυπολογιστές ήταν ένας τεράστιος αγώνας στη δεκαετία του '90, καθώς οι ΗΠΑ, η Κίνα και άλλοι όλοι ανταγωνίστηκαν για να έχουν τον ταχύτερο υπολογιστή. Ενώ ο αγώνας έχει μειωθεί λίγο, αυτοί οι τεράστιοι υπολογιστές χρησιμοποιούνταν ακόμη για να λύσουν πολλά από τα προβλήματα του κόσμου.
Οπως και Ο Νόμος του Μουρ (μια παλιά παρατήρηση που δηλώνει ότι η υπολογιστική ισχύς διπλασιάζεται περίπου κάθε δύο χρόνια) ωθεί περαιτέρω το υπολογιστικό μας υλικό, αυξάνεται επίσης η πολυπλοκότητα των προβλημάτων που επιλύονται. Ενώ οι υπερυπολογιστές ήταν αρκετά μικροί, σήμερα μπορούν να καταλάβουν ολόκληρες αποθήκες, όλες γεμάτες με διασυνδεδεμένα ράφια υπολογιστών.
Τι κάνει έναν υπολογιστή «Super»;
Ο όρος "Υπερυπολογιστής" υποδηλώνει έναν τεράστιο υπολογιστή πολύ πιο ισχυρό από τον απλό φορητό υπολογιστή σας, αλλά αυτό δεν θα μπορούσε να είναι μακρύτερα από την υπόθεση. Οι υπερυπολογιστές αποτελούνται από χιλιάδες μικρότερους υπολογιστές, όλοι συνδεδεμένοι για να εκτελέσουν μία εργασία. Κάθε πυρήνας CPU σε ένα κέντρο δεδομένων λειτουργεί πιθανώς πιο αργά από τον επιτραπέζιο υπολογιστή σας. Είναι ο συνδυασμός όλων αυτών που κάνει τον υπολογιστή τόσο αποτελεσματικό. Υπάρχει πολλή δικτύωση και ειδικό υλικό σε υπολογιστές αυτής της κλίμακας και δεν είναι τόσο απλό όσο απλώς συνδέοντας κάθε ράφι στο δίκτυο, αλλά μπορείτε να τα οραματιστείτε με αυτόν τον τρόπο και δεν θα είστε μακριά από το σήμα.
Δεν μπορεί να παραλληλιστεί κάθε εργασία τόσο εύκολα, οπότε δεν θα χρησιμοποιείτε υπερυπολογιστή για να τρέχετε τα παιχνίδια σας με ένα εκατομμύριο καρέ ανά δευτερόλεπτο. Ο παράλληλος υπολογιστής είναι συνήθως καλός στην επιτάχυνση των υπολογιστών με πολύ υπολογισμό.
Οι υπερυπολογιστές μετρώνται σε FLOPS ή Floating Point Operations Per Second, το οποίο είναι ουσιαστικά ένα μέτρο του πόσο γρήγορα μπορεί να κάνει μαθηματικά. Το πιο γρήγορο είναι σήμερα Σύνοδος Κορυφής της IBM , που μπορεί να φτάσει πάνω από 200 PetaFLOPS, ένα εκατομμύριο φορές γρηγορότερο από το "Giga" που συνηθίζουν οι περισσότεροι άνθρωποι.
Τι χρησιμοποιούνται λοιπόν; Κυρίως Επιστήμη
Οι υπερυπολογιστές είναι η ραχοκοκαλιά της υπολογιστικής επιστήμης. Χρησιμοποιούνται στον ιατρικό τομέα για τη διεξαγωγή προσομοιώσεων αναδίπλωσης πρωτεϊνών για έρευνα για τον καρκίνο, στη φυσική για την εκτέλεση προσομοιώσεων για μεγάλα έργα μηχανικής και θεωρητικό υπολογισμό, ακόμη και στον χρηματοοικονομικό τομέα για την παρακολούθηση του χρηματιστηρίου για να κερδίσουν πλεονέκτημα σε άλλους επενδυτές.
Ίσως η δουλειά που ωφελεί περισσότερο το μέσο άτομο είναι μοντελοποίηση καιρού Η ακριβής πρόβλεψη εάν θα χρειαστείτε ένα παλτό και μια ομπρέλα την επόμενη Τετάρτη είναι ένα εκπληκτικά δύσκολο έργο, κάτι που ακόμη και οι γιγαντιαίοι υπερυπολογιστές του σήμερα δεν μπορούν να κάνουν με μεγάλη ακρίβεια. Είναι θεωρητικό ότι για να εκτελέσουμε πλήρη μοντελοποίηση καιρού, θα χρειαστούμε έναν υπολογιστή που θα μετρά την ταχύτητά του στο ZettaFLOPS - άλλα δύο επίπεδα από το PetaFLOPS και περίπου 5000 φορές πιο γρήγορα από τη Σύνοδο Κορυφής της IBM. Πιθανότατα δεν θα φτάσουμε σε αυτό το σημείο μέχρι το 2030, αν και το κύριο πρόβλημα που μας κρατά πίσω δεν είναι το υλικό, αλλά το κόστος.
Το αρχικό κόστος για την αγορά ή την κατασκευή όλου του υλικού είναι αρκετά υψηλό, αλλά το πραγματικό kicker είναι ο λογαριασμός ισχύος. Πολλοί υπερυπολογιστές μπορούν να καταναλώνουν ενέργεια αξίας εκατομμυρίων δολαρίων κάθε χρόνο για να συνεχίσουν να λειτουργούν. Έτσι, ενώ θεωρητικά δεν υπάρχει όριο σε πόσα κτίρια γεμάτα υπολογιστές θα μπορούσατε να συνδέσετε, κατασκευάζουμε μόνο υπερυπολογιστές αρκετά μεγάλους για να λύσουμε τα τρέχοντα προβλήματα.
Θα έχω λοιπόν έναν υπερυπολογιστή στο σπίτι στο μέλλον;
Κατά μία έννοια, το κάνετε ήδη. Οι περισσότεροι επιτραπέζιοι υπολογιστές ανταγωνίζονται σήμερα τη δύναμη των παλαιότερων υπερυπολογιστών, με ακόμη και το μέσο smartphone να έχει υψηλότερη απόδοση από τα περίφημα Cray-1 . Επομένως, είναι εύκολο να κάνετε τη σύγκριση με το παρελθόν και να θεωρήσετε για το μέλλον. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι η μέση CPU επιταχύνεται πολύ με τα χρόνια, κάτι που δεν συμβαίνει πλέον τόσο γρήγορα.
Τον τελευταίο καιρό, ο νόμος του Μουρ επιβραδύνεται καθώς φτάνουμε στα όρια του πόσο μικρού μήκους μπορούμε να κάνουμε τρανζίστορ, έτσι οι CPU δεν γίνονται πολύ πιο γρήγοροι. Γίνονται μικρότερες και αποδοτικότερες, γεγονός που ωθεί την απόδοση της CPU προς την κατεύθυνση περισσότερων πυρήνων ανά τσιπ για επιτραπέζιους υπολογιστές και πιο ισχυρή συνολικά για φορητές συσκευές.
Ωστόσο, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι το πρόβλημα του μέσου χρήστη καθορίζει την αύξηση των αναγκών υπολογιστών. Σε τελική ανάλυση, δεν χρειάζεστε υπερυπολογιστή για να περιηγηθείτε στο Διαδίκτυο και οι περισσότεροι άνθρωποι δεν εκτελούν προσομοιώσεις αναδίπλωσης πρωτεϊνών στα υπόγεια τους. Το υψηλού επιπέδου καταναλωτικό υλικό σήμερα υπερβαίνει κατά πολύ τις κανονικές περιπτώσεις χρήσης και συνήθως προορίζεται για συγκεκριμένες εργασίες που επωφελούνται από αυτό, όπως η απόδοση 3D και η συλλογή κωδικών.
Οπότε όχι, πιθανότατα δεν θα έχετε. Οι μεγαλύτερες εξελίξεις πιθανότατα θα είναι στον χώρο των κινητών, όπως τηλέφωνα και tablet προσεγγίστε τα επίπεδα ισχύος της επιφάνειας εργασίας , η οποία εξακολουθεί να είναι αρκετά καλή πρόοδος.
