Hva er en supercomputer? Topp 10 Supercomputers i verden

Ordliste definisjonen av en supercomputer er “en spesielt kraftig mainframe-datamaskin.”

De “makt” av en supercomputer er definert av hvor mange operasjoner systemet kan behandle hvert sekund.

Dette er en bred definisjon med en målgruppe som endres hver gang datateknologien går videre. De raskeste PCene i dag behandler operasjoner med den hastigheten som superdatamaskinene utførte for flere tiår siden. Det er så fort denne teknologien endres.

Så hva er en supercomputer, egentlig?

La oss se nærmere på hva superdatamaskiner ser ut som i dag for å finne ut.

Verdens mest kraftfulle supercomputer

I mange år har USA, Kina og Japan kjempet for å være landet som eide den raskeste superdatamaskinen i verden. “Rask” er definert av antall petafløpene datasystemet kan utføre. EN petaflop er tusen teraflops, eller en quadrillion flytende punkt operasjoner per sekund PC Benchmark Tests: Hva er de, og gjør de egentlig Matter? PC Benchmark Tests: Hva er de, og gjør de egentlig Matter? Det finnes massevis av tekniske nettsteder på Internett som omhandler benchmarks - en hel rekke diagrammer og tall for nesten alle deler av maskinvaren på markedet. Men hva mener de? Les mer .

I 2013 var de to kraftigste superdatamaskinene som eksisterte:

• De Cray Titan på Oak Ridge, med en bearbeidingskapasitet på 17,59 petaflops.
• De IBM Sequoia hos Livermore Labs, og drev 17,17 petaflops.

Men det året tok Kina over løp med NUDT Tianhe-2 i Guangzhou, med en hel del 33,86 petaflops. Dette systemet var konge, til 2016 da Sunway TaihuLight i Wuxi tok Kina endelig prisen med imponerende 93.01 petaflops.

Ifølge Top500 burde den neste kongen av superdatamaskiner være Summit. Dette er en supercomputer på Oak Ridge National Lab, forventet å gå live sommeren 2018.

Ser dypere inn i en supercomputer

Nå som du kjenner tilstanden til dagens supercomputer-løp, la oss ta en nærmere titt på de indre arbeidene til disse imponerende teknologiske marmorene. La oss undersøke Sunway Taihulight.

Taihulight er en super effektiv datamaskin med følgende prosessorarkitektur:

• 1.45 GHz SW26010 prosessorer, hver med fire grupper av kerner Hva er en CPU og hva gjør den? Hva er en CPU og hva gjør den? Computing akronymer er forvirrende. Hva er en CPU uansett? Og trenger jeg en quad- eller dual-core prosessor? Hva med AMD eller Intel? Vi er her for å hjelpe forklare forskjellen! Les mer .
• Hver kjernegruppe inneholder 65 kjerner for totalt 260 kjerner per knutepunkt.
• Hvert systemskap inneholder 1,024 noder.
• Hele systemet inneholder 40 skap.

For å koble alle disse skapene har byggerne av dette imponerende systemet skreddersydd sitt eget nettverk av PCIe 3.0-tilkoblinger de har kalt til “Sunway Network”.

Nettverket forbinder bryterne, ressursdelingsmaskinvaren og alle supernodene via 7-tommers kabler som overfører data ved 70 terabyte per sekund.

Følgende er den nåværende listen over de 10 raskeste superdatamaskinene i verden, ifølge Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Kina): 10.649.600 kjerner, 93.014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Kina): 3.120.000 kjerner, 33.962 TFlops / s
3. Piz Daint (Sveits): 361.760 kjerner, 19.590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japan): 19.860.000 kjerner, 19.136 TFlops / s
5. Titan (USA): 560.640 kjerner, 17.590 TFlops / s
6. Sequoia (USA): 1.572.864 kjerner, 17.173 TFlops / s
7. Trinity (USA): 979.968 kjerner, 14.137 TFlops / s
8. Cori (USA): 622.336 kjerner, 14.015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japan): 556.104 kjerner, 13.555 TFlops / s
10. K Computer - Sparc64 (Japan): 705.024 kjerner, 10.510 TFlops / s

Det er et stort spillerom med avanserte laboratorier og offentlige anlegg rundt om i verden. Lederne tjener ikke bare respekt for datakunnskaper globalt, men løpene for toppen er også politisk ladet. Og med supercomputer-kostnader som går til tusenvis av dollar i timen, gjør disse selskapene trolig også mye penger.

Hva brukes Supercomputers til?

Hvorfor ville noen trenge et datasystem som kan behandle quadrillions av flytende punktoperasjoner per sekund?

Virkeligheten er at på tvers av mange forskjellige bransjer er det behov som krever massiv beregnende kraft. Her er bare noen få superdatamaskinbruk i industrien, regjeringer og militæret.

En rapport skrevet av International Data Corporation i 2014 dove i dusinvis av virkelige scenarier der superdatamaskiner ble brukt. Vi tok følgende eksempler fra den studien.

Industri

• General Electric, en stor aktør innen luftfartsindustrien, samarbeidet med datagrupper på Oak Ridge National Laboratory for å produsere avanserte jetmotor simuleringer. Simuleringene hjalp GE med å identifisere et motorfenomen som hjalp bedriften med å forbedre den totale drivstoffeffektiviteten.
• Forskere ved Lawrence Livermore National Labs brukte superdatamaskinene der for å utvikle en ny teknikk for oppsamling av data under overflaten. Dette ga den amerikanske olje- og gassindustrien lettere å identifisere oljereserver i Mexicogolfen og redusere amerikansk avhengighet av utenlandsk olje.
• Boeing ingeniører benyttet superdatamaskiner til å lage fly simuleringer som førte til bedre aerodynamiske konstruksjoner, slik at de kunne produsere mer drivstoffeffektive og sikrere fly.

Regjering

• Sentrene for sykdomskontroll og Cornell University samarbeidet for å skape en svært detaljert modell av hepatitt C-viruset. Ved hjelp av en supercomputer ved Cornell University var forskerne i stand til å utvikle nye terapier som til slutt hjalp det medisinske samfunnet 8 Medisinsk teknologisk gjennombrudd som du kanskje trenger en dag 8 Medisinsk teknologisk gjennombrudd som du kanskje trenger en dag Tro det eller ej, hastigheten på teknologiske fremskritt er fortsatt økende - og mange gjennombrudd skjer i medisinsk område. Sjekk ut disse fantastiske nye tingene! Les mer for å redusere eller kurere leversykdom hos pasienter.
• Det amerikanske forsvarsdepartementet brukte en supercomputer til utvikle nye værmodeller Det vil hjelpe meteorologer å forutsi potensielt farlige orkaner og sykloner. De mer avanserte datamodellene av disse stormene ga muligheten til å forutsi farene opptil fem dager før virkningen.

Militær

• Den amerikanske hæren bruker superdatamaskiner ved Army Research Laboratory til å løpe avanserte simuleringer som hjelper forskere oppfører seg “destruktiv levende eksperimenter og prototype demonstrasjoner.” Disse ville ellers være kostnadseffektive for å gjennomføre med ekte utstyr.
• En av de mest uvanlige superdatorer som ble brukt av det amerikanske militæret ble kalt “Condor Cluster,” skapt av US Air Force i 2010. Ingeniører der koblet 1,760 Sony PlayStation 3 konsoller sammen for å lage supercomputer kjernen. Det var i stand til 500 TFlops, og brukes til oppgaver som mønstergjenkjenning, behandling av satellittbilder, og gjennomføre kunstig intelligens forskning.

Som du ser, er det mange krav fra alle bransjer, myndigheter og militæret for avansert datakraft.

Er Quantum Computers Next?

Hvert fremskritt i supercomputer-hastighet er et direkte resultat av et høyere antall transistorer pakket inn i mikroprosessorer i mindre og mindre skala. Ettersom disse mikrokretsene fortsetter å krympe seg mot en atomskala, forutsier mange futurister at neste trinn i superdatamaskiner vil være i realm av kvante datamaskiner.

Hva er en Quantum Computer?

Quantum computing er en unik ta på datateknologi. I stedet for den tradisjonelle transistorbaserte mikroprosessoren håper forskere å kapitalisere på manipulering av tilstanden til subatomære partikler.

Subatomære partikler holder seg til veldig underlige fysikklover, hvorav mye forskere bare har oppdaget i den siste tiden. Ved å eksperimentere med ulike teknikker for å kontrollere de subatomære tilstandene til disse partiklene, håper forskere å erstatte 1s og 0s av en klassisk transistor med en ekvivalent 1 eller 0 tilstand av disse kvantpartiklene.

Et annet ord for disse to-statlige partiklene er kvantebiter (eller “qubits”).

Sinnbøyende aspektet ved kvantemåling er det faktum at de mange tilgjengelige tilstandene til disse partiklene kan tillate at disse datamaskinene lagrer mer enn bare en 1 eller 0.

Er det noen Quantum Supercomputers?

Grunnen til at du ikke har hørt om en overlegen quantum supercomputer som gjør Top500-listen enda, er at det ikke eksisterer en faktisk stabil quantum supercomputer ennå.

IBM tilbyr online tilgang til et 20 qubit-system for forskere å bruke. Forskere bruker vanligvis kvante datamaskiner for bestemte beregninger og analyser som de er velegnet til, som kjemiske simuleringer.

Skaperne av kvante datamaskiner bruker termer som ikke lenge siden var mest teoretiske i naturen. Men nå bygger forskerne som bygger disse systemene veldig virkelige samspill mellom “qubits” som “forviklinger.” De beskriver spesifikke tilstander av qubits som “sammenheng.” Så det er nesten umulig å sammenligne disse systemene med tradisjonelle datamaskiner.

Store systemer som kan ha noe håp om å konkurrere med dagens tradisjonelle superdatamaskiner er fortsatt for ustabile. For eksempel, i november 2017 annonserte IBM at det hadde bygget en kvadratdator på 50 kbps. Det kunne imidlertid bare holde sin kvante “microstate” i 90 mikrosekunder.

Kvantum-datamaskiner har et stort løfte om fremtiden, men akkurat nå tilbyr de liten konkurranse om tradisjonelle, silikonbaserte superdatamaskiner.

Hva tror du fremtiden holder?

Hvor tror du fremtiden for supercomputer-teknologien er ledet? Tror du at kvante datamaskiner er nærmere i horisonten enn folk innser? Hvilket land tror du vil topplisten i 2018 og utover?

Utforsk mer om: Dataprosessor, Quantum Computing.