Суперкомп’ютери були масовою гонкою в 90-х роках, оскільки США, Китай та інші змагались за те, хто матиме найшвидший комп’ютер. Хоча гонка трохи стихла, ці комп'ютери-монстри все ще використовувались для вирішення багатьох світових проблем.
Як Закон Мура (старе спостереження, що обчислювальна потужність подвоюється приблизно кожні два роки) підштовхує наше обчислювальне обладнання далі, складність вирішуваних проблем також зростає. Хоча раніше суперкомп'ютери були досить малими, сьогодні вони можуть займати цілі склади, всі заповнені взаємопов'язаними стелажами комп'ютерів.
Що робить комп’ютер «супер»?
Термін "суперкомп'ютер" означає один гігантський комп'ютер, у багато разів потужніший за ваш простий ноутбук, але це не могло бути далі від справи. Суперкомп’ютери складаються з тисяч менших комп’ютерів, усіх підключених для виконання одного завдання. Кожне ядро центрального процесора в центрі обробки даних, ймовірно, працює повільніше, ніж ваш настільний комп'ютер. Саме їх поєднання робить обчислення такими ефективними. У комп’ютерах такого масштабу задіяно багато мереж та спеціального обладнання, і це не так просто, як просто підключити кожну стійку до мережі, але ви можете уявити їх таким чином, і ви не були б далеко за межею.
Не кожне завдання можна розподілити так легко, тому ви не будете використовувати суперкомп’ютер для запуску своїх ігор зі швидкістю мільйона кадрів в секунду. Паралельні обчислення зазвичай добре пришвидшують обчислювально-орієнтовані обчислення.
Суперкомп'ютери вимірюються в FLOPS, або операціях з плаваючою точкою в секунду, що, по суті, є мірою того, наскільки швидко вони можуть робити математику. Найшвидший на даний момент Саміт IBM , яка може досягати понад 200 PetaFLOPS, у мільйон разів швидше, ніж “Гіга”, до якої звикли більшість людей.
То для чого вони використовуються? Переважно наука
Суперкомп'ютери є основою обчислювальної науки. Вони використовуються в медичній галузі для проведення симуляцій складання білка для дослідження раку, у фізиці для моделювання великих інженерних проектів та теоретичних обчислень, і навіть у фінансовій галузі для відстеження фондового ринку, щоб отримати перевагу серед інших інвесторів.
Можливо, роботою, яка найбільше приносить користь пересічній людині, є моделювання погоди. Точно передбачити, чи знадобляться вам пальто та парасолька наступної середи, - це напрочуд важке завдання, яке навіть сучасні суперкомп’ютери сьогодні не можуть зробити з великою точністю. Існує теорія, що для повноцінного моделювання погоди нам знадобиться комп’ютер, який вимірює свою швидкість у ZettaFLOPS - ще на два рівні вище від PetaFLOPS і приблизно в 5000 разів швидший, ніж Саміт IBM. Ми, ймовірно, не досягнемо цієї точки до 2030 року, хоча головна проблема, що стримує нас, - це не обладнання, а вартість.
Попередня вартість купівлі або побудови всього цього обладнання досить висока, але справжньою ситуацією є рахунок за електроенергію. Багато суперкомп’ютерів можуть щороку витрачати електроенергію на мільйони доларів, лише щоб продовжувати працювати. Тож, хоча теоретично немає обмежень, скільки будівель, повних комп’ютерів, можна об’єднати, ми будуємо лише суперкомп’ютери, достатньо великі для вирішення поточних проблем.
То чи буду я мати майбутній суперкомп’ютер вдома?
У певному сенсі ви вже робите. Більшість настільних комп'ютерів сьогодні конкурують з потужністю старих суперкомп'ютерів, навіть середній смартфон має вищу продуктивність, ніж сумнозвісний Крей-1 . Тож легко порівняти минуле та теоретизувати майбутнє. Але це багато в чому завдяки тому, що середній процесор стає набагато швидшим за ці роки, що відбувається вже не так швидко.
Останнім часом закон Мура сповільнюється, коли ми досягаємо межі того, наскільки малі ми можемо зробити транзистори, тому процесори не набагато швидші. Вони стають все меншими та енергоефективнішими, що підштовхує продуктивність процесора у бік збільшення кількості ядер на чіп для настільних ПК та загальної потужності для мобільних пристроїв.
Але важко уявити проблему пересічного користувача, яка переростає обчислювальні потреби. Зрештою, для перегляду Інтернету вам не потрібен суперкомп’ютер, і більшість людей не використовують симуляції складання білка у своїх підвалах. Сучасне обладнання споживачів високого класу набагато перевищує звичайні випадки використання і зазвичай зарезервоване для конкретної роботи, яка від цього виграє, наприклад, 3D-рендерінг та компіляція коду.
Так що ні, у вас, мабуть, не буде. Найбільший прогрес, швидше за все, буде в мобільному просторі, як телефони та планшети наблизитися до рівнів потужності на робочому столі , що все ще є досить хорошим прогресом.
Кредити на зображення: Shutterstock , Shutterstock
