X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

ВВЕДЕНИЕ

Компьютеры вошли в нашу жизнь относительно недавно, однако уже сейчас вычислительная мощь некоторых из них достигла огромных значений.

Суперкомпьютер— это вычислительная машина, которая значительно превосходит по своим техническим характеристикам, а также скорости вычислительных процессов подавляющее большинство существующих компьютеров. Широкое использование они получили к примеру в моделировании. Такие компьютеры значительно ускоряют любые процессы. Как правило они занимают достаточно много места и представляют собой большое количество мощных серверных компьютеров, соединенных между собой.

Однако такие компьютеры могут позволить себе далеко не каждый и даже не каждая фирма, поэтому также для обычных пользователей производят высокопроизводительные персональные компьютеры, которые подходят для определенных задач. К примеру, монтаж видео записей, создание менее сложных моделей и т.д.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СУПЕРКОМЬЮТЕРОВ

Для того чтобы измерять производительность компьютера вводят внесистемную единицу, которая называется FLOPS. Она показывает сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система.

К примеру, один из самых первых таких компьютеров (Cray-1). Выдавал мощность в 133Мфлопса, и тогда в далеком 1976 году этот аппарат пользовался огромной популярностью, многие исследовательские лаборатории хотели приобрести его, хотя он стоил немало денег.

Вообще вопрос денег в этой теме — это то, о чем лучше промолчать, потому что ценник порой превышает десятки миллионов долларов, а поддержка его функционирования требует также немалых сумм.

Если 40 лет назад вычислительная мощь исчислялась в кило-, мега- флопсах, то сейчас это уже петафлопсы.

На данный момент самым высокопроизводительным в мире компьютером является спроектированный и созданный в Китае Sunway TaihuLight. Его же пиковая мощность была измерена и составляет 125 петафлопс, что очень велико по сравнению со 2 в мире по показателю суперкомпьютером Tianhe-2, его мощность в пике около 55 петафлопс.

ПРИМЕНЕНИЕ

Суперкомпьютеры применяются во всех сферах, где для решения той или иной задачи применяется численное моделирование, а также где необходимо огромное множество сложных вычислений, обработка большого потока данных в реальном времени, или же для решения задач, связанных с перебором каких-либо значений.

Где же могут использоваться суперкомпьютеры:

Прогнозы погоды.

Предсказание климатических изменений .

Моделирование того, как растекутся реки время паводка, растекания нефти во время аварий .

Процессы внутри атомного ядра, физика плазмы, анализ данных экспериментов, проведенных на ускорителях.

Изучение строения вещества и природы химической связи как в изолированных молекулах, так и в конденсированном состоянии, поиск и создание новых лекарств.

Создание новых материалов с заданными свойствами, анализ распределения нагрузок в конструкциях, моделирование краш-тестов при конструировании транспорта.

ТОП-500

Для того, чтобы составить рейтинг и описание 500 самых мощных, известных людям, систем, в 1993 году стартовал данный проект. И с тех пор по сей день, дважды в год публикуется такой список.

Как оказалось, наша страна недостаточно хорошо обосновалась в этой сфере. По состоянию на лето 2017 года, в ТОП-500 вошли всего 3 наших суперкомпьютера, в то время, как у США- 169 позиций данного списка, а у Китая- 160. Стоит сделать вывод о том, что нашей стране еще расти и расти.

Таблица 1. Топ на Июнь 2017г.

Место	Система	Ядра	Rmax (TFlop/s)	Rpeak (TFlop/s)	Мощность (kW)
1	Sunway TaihuLight, Китай	10649600	93,014	125,435	15371
2	Tianhe-2(MilkyWay-2), Китай	3120000	33,862	54,902	17808
3	Piz Daint, Швейцария	361760	19,590	25,326	2272
4	Titan, США	560640	17,590	27,112	8209
5	Sequoia, США	1572864	17,173	20,132	7890

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ

За прошедшую половину столетия данная сфера незамедлительно двигалась вперед стремительными рывками. И то, было создано десятилетие назад уже не является актуальным и не представляет ничего. Поэтому тенденцию ближайших лет определить достаточно легко. Да, через пару лет может быть нынешняя вычислительная мощь будет казаться смешной. Каждый год создаются все больше суперкомпьютеров. И скоро настанет тот день, когда любой расчет будет требовать пару мгновений.

Применение суперкомпьютеров позволяет частично или полностью заменить дорогостоящие натурные испытания, визуализировать различные процессы, сократить разработки опытных образцов и новых технологий, существенно повысить точность расчетов

Примером стремительного роста производительности я думаю является суперкомпьютер при МГУ. Сейчас он находится на 63 месте, хотя полгода назад он был на 18 позиций выше в списке самых мощных систем. Прошло так мало времени, а технологии шагнули настолько дальше.

OC

К ноябрю 2017 года все ведущие суперкомпьютеры работают на операционной системе Linux. Об этом свидетельствуют данные рейтинга Top500, который обновляется раз в два года и включает 500 самых мощных общественно известных вычислительных систем в мире.

В редакцию списка от ноября 2017 года не попали единственные два суперкомпьютера не на Linux, которые прежде входили в рейтинг. Речь идет о китайских системах на серверах IBM Power System и Unix -платформе AIX.

С 2010 года первая десятка суперкомпьютеров представлена только решениями на базе Linux. С того же момента операционная система начала охватывать более 90% машин, входящих в рейтинг.

В организации Linux Foundation говорят, что тотальное доминирование Linux на рынке суперкомпьютеров можно объяснить двумя основные факторами. Во-первых, ученые могут оптимизировать и модифицировать исходный код Linux для конкретного аппарата. Во-вторых, использование Linux в суперкомпьютерах является финансово выгодным решением, поскольку стоимость лицензирования пользовательского дистрибутива одинакова для любых компьютеров.

ПЕРСОНАЛЬНЫЕ СВЕРХМОЩНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ

Если сравнивать ПК начала 90-х и нынешнего 2017, то конечно новинки, выходящие на рынок можно назвать мощными. Вычислительная сила увеличилась в тысячи раз.

К примеру, если раньше 256 Мб оперативной памяти хватало с головой, то сейчас энтузиасты устанавливают уже 128 Гб. То же происходит и с видеокартами, процессорами, хранилищами данных.

В данный момент, из многих исследований видно, что большинство пользователей не имеют производительных персональных компьютеров. Но почему? Ответ прост, потому что цена слишком велика, также из-за того, что эта сверх мощь порой и вовсе не нужна пользователям.

Тогда для кого создают подобные машины? В первую очередь тем, чья профессиональная деятельность требует работы с «тяжелыми» программами, которые сильно нагружают компьютер.

КОМПАНИИ, ПРОИЗВОДЯЩИЕ МОЩНЫЕ ПК

Одними из ведущих следует выделить такие фирмы как:

ASUS

MSI

ACER

GIGABYTE

ALIENWARE

Данные компании специализируются на выпуске как офисных, так и сверхмощных компьютеров

Их продукция в этой сфере достаточно схожая, поэтому конкуренция между ними есть всегда. А как известно, если есть конкуренция, то будет и тенденция улучшения качества. Следовательно, производительность итак мощных пк будет улучшаться и улучшаться. Ведь каждый год на рынок выходят новинки IT индустрии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном мире суперкомпьютерные технологии стали стратегической областью. И без нее неосуществимо дальнейшее развитие экономики. Мощность национальных супер-эвм сейчас так же важна, как мощность электростанций или количество боеголовок. Суперкомпьютер стал показателем технического уровня государства.

Что бы мы делали без таких машин? Ведь с их помощью можно решать очень сложные задачи, с которыми человеку не справиться.

Ежегодная разработка дает огромный толчок в развитии этих технологий. В мире как бы идет гонка- кто быстрее доберется до больших значений производительности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[Электронный ресурс] Суперкомпьютер- сайт wikipedia.org Дата посещения: 26.11.2017

[Электронный ресурс] (TOP-500)- сайт www.top500.org Дата посещения: 27.11.2017

7

Код для цитирования: Скопировать