Supertietokoneet olivat massiivisia kilpailuja 90-luvulla, kun Yhdysvallat, Kiina ja muut kilpailivat nopeimman tietokoneen saamisesta. Vaikka kilpailu on hiipunut hieman, näillä hirviötietokoneilla ratkaistiin yhä monia maailman ongelmia.
Kuten Mooren laki (vanha havainto, jonka mukaan laskentateho kaksinkertaistuu suunnilleen kahden vuoden välein) työntää laskentalaitteistomme edelleen, myös ratkaistavien ongelmien monimutkaisuus kasvaa. Vaikka supertietokoneet olivat aiemmin kohtuullisen pieniä, nykyään ne voivat viedä kokonaisia varastoja, jotka kaikki ovat täynnä toisiinsa kytkettyjä telineitä tietokoneita.
Mikä tekee tietokoneesta "super"?
Termi "supertietokone" tarkoittaa yhtä jättimäistä tietokonetta, joka on monta kertaa tehokkaampi kuin yksinkertainen kannettava tietokone, mutta se ei voi olla kauempana tapauksesta. Supertietokoneet koostuvat tuhansista pienemmistä tietokoneista, jotka kaikki on kytketty yhteen tehtävän suorittamiseen. Kukin datakeskuksen suorittimen ydin toimii todennäköisesti hitaammin kuin pöytätietokoneesi. Kaikkien niiden yhdistelmä tekee tietojenkäsittelystä niin tehokasta. Tämän kokoisissa tietokoneissa on paljon verkkoyhteyksiä ja erikoislaitteita, eikä se ole niin yksinkertaista kuin vain liittää kukin teline verkkoon, mutta voit kuvitella niitä tällä tavalla, etkä ole kaukana merkistä.
Kaikkia tehtäviä ei voida rinnastaa niin helposti, joten et käytä supertietokonetta pelien suorittamiseen miljoonalla kehyksellä sekunnissa. Rinnakkaislaskenta on yleensä hyvä nopeuttamaan hyvin laskentakeskeistä laskentaa.
Supertietokoneet mitataan FLOPS-arvona tai liukulukuoperaatioina sekunnissa, mikä on pohjimmiltaan mitta siitä, kuinka nopeasti se voi tehdä matematiikkaa. Nopein on tällä hetkellä IBM: n huippukokous , joka voi tavoittaa yli 200 PetaFLOPSia, miljoona kertaa nopeammin kuin ”Giga”, johon useimmat ihmiset ovat tottuneet.
Joten mihin niitä käytetään? Enimmäkseen tiede
Supertietokoneet ovat laskennallisen tieteen selkäranka. Niitä käytetään lääketieteen alalla proteiinien laskostumisen simulaatioiden suorittamiseksi syöpätutkimuksessa, fysiikassa simulaatioiden suorittamiseksi suurille insinööriprojekteille ja teoreettiselle laskennalle ja jopa rahoitusalalla osakemarkkinoiden seuraamiseen, jotta saadaan etua muihin sijoittajiin.
Ehkä työ, josta keskimääräinen ihminen hyötyy eniten, on säämallinnus. Ennustaa tarkasti tarvitsetko takin ja sateenvarjon ensi keskiviikkona on yllättävän vaikea tehtävä, jota edes nykypäivän jättimäiset supertietokoneet eivät voi tehdä suurella tarkkuudella. Teorian mukaan täyden säämallinnuksen suorittamiseen tarvitaan tietokone, joka mittaa nopeuttaan ZettaFLOPS: ssa - vielä kaksi tasoa ylöspäin PetaFLOPS: sta ja noin 5000 kertaa nopeammin kuin IBM: n huippukokous. Emme todennäköisesti saavuta tätä pistettä vasta vuonna 2030, vaikka tärkein asia, joka pidättelee meitä, ei ole laitteisto, vaan kustannukset.
Kaikkien laitteistojen ostamisen tai rakentamisen ennakkomaksut ovat riittävän korkeat, mutta todellinen potkuri on sähkölasku. Monet supertietokoneet voivat käyttää miljoonia dollareita virtaa vuosittain vain pysyäkseen toiminnassa. Joten vaikka teoriassa ei ole rajoitusta sille, kuinka monta rakennusta täynnä tietokoneita voit liittää yhteen, rakennamme vain tarpeeksi suuria supertietokoneita nykyisten ongelmien ratkaisemiseksi.
Joten onko minulla supertietokone kotona tulevaisuudessa?
Tavallaan sinä jo teet. Suurin osa pöytätietokoneista kilpailee nykyään vanhempien supertietokoneiden kanssa, jopa keskimääräisen älypuhelimen suorituskyky on parempi kuin surullisen Cray-1 . Joten on helppo tehdä vertailu menneisyyteen ja teorioida tulevaisuudesta. Mutta tämä johtuu suurelta osin keskimääräisen suorittimen nopeammasta vuosien varrella, mikä ei enää tapahdu niin nopeasti.
Viime aikoina Mooren laki on hidastunut, kun olemme saavuttaneet rajat, kuinka pieniä voimme valmistaa transistoreita, joten suorittimet eivät ole paljon nopeampi. Ne ovat pienempiä ja energiatehokkaampia, mikä ajaa prosessorin suorituskykyä suuntaan enemmän ytimiä per siru työasemissa ja tehokkaampaa mobiililaitteissa.
Mutta on vaikea kuvitella keskivertokäyttäjän ongelmaa, joka asettaa kasvavan laskentatarpeet. Loppujen lopuksi et tarvitse supertietokonetta Internetin selaamiseen, ja useimmat ihmiset eivät aja proteiinien taittosimulaatioita kellareissaan. Tämän päivän huippuluokan kuluttajalaitteisto ylittää huomattavasti tavanomaiset käyttötapaukset ja on yleensä varattu tietylle työlle, josta se hyötyy, kuten 3D-renderoinnille ja koodin kokoamiselle.
Joten ei, sinulla ei todennäköisesti ole sitä. Suurimmat edistysaskeleet tulevat todennäköisesti olemaan mobiilitilassa, kuten puhelimet ja tabletit lähestyä työpöydän tehotasoa , mikä on edelleen melko hyvä edistysaskel.
Kuvahyvitykset: Shutterstock , Shutterstock
