x
მეტი
  • 30.04.2024
  • სტატია:134528
  • ვიდეო:351972
  • სურათი:508648
სუპერკომპიუტერები
imageტერმინი სუპერკომპიუტერი შემოგვთავაზეს 1960-იან წლებში ინჟინრებმა ჯორჯ მაიკლმა და სიდნი ფერნბახმა, რომლებიც მუშაობდნენ ლუვერმორის ნაციონალურ
ლაბორატორიაში, შემდეგში კი კომპანიაში CDC. სუპერკომპიუტერები ეწოდება გამომთვლელ სისტემებს, რომლებიც სისწრაფით ბევრად აღემატებიან ტიპიურ კომპიუტერებს და რომელთა საშუალებითაც მიმდინარეობს ქიმიური და ბიოლოგიური კვლევები, ბირთვული ცდების მოდელირება და ამინდის პროგნოზირებაც კი.
პიონერად თანამედროვე სუპერკომპიუტერიაში ითვლება ამერიკელი ინჟინერი სეიმურ კრეი. მე-20 საუკუნის 70-80-იან წლებში არსებობობდა სუპერკომპიუტერის ასეთი სახუმარო განმარტება: სუპერკომპიუტერი ეს არის ნებისმიერი კომპიუტერი, რომელიც დაპროექტებულია კრეის მიერ.
1953 წელს სეიმურ კრეიმ დაიწყო მუშაობა კომპანიაში Engireening Research Associates და შექმნა თავისი პირველი კომპიუტერი ERRA 1103 (ცნობილია ასევე როგორც UNIVAC 1103) მოგვიანებით კომპანიამ რამდენჯერმე შეიცვალა მფლობელი და სახელწოდება. კრეის და მის კოლეგებს ყელში ამოუვიდათ ხშირი ცვლილებები და საკუთარი კომპანია Control Data Corporation-ი დაარსეს.
1960 წელს კრეიმ გერმანიუმის ტრანზისტორების გამოყენებით, ნაცვლად რადიო მილაკებისა, შექმნა ახალი კომპიუტერი CDC 1604, რომელიც მუშაობდა 200 ჰერც სიხშირეზე (1 ტაქტის ხანგძლივობა 5 მიკროწამი). თავისი შესაძლებლობებით CDC 1604-მა გადააჭარბა ყველა ელექტრო გამომთვლელ მანქანას, ამიტომ ის შეიძლება ჩაითვალოს პირველ სუპერკომპიუტერად. პირველი 5 ეკზემპლარი მიიღეს მორის უმაღლესმა სკოლამ, ლივერმორის ნაციონალურმა ლაბორატორიამ, ილინოისის შტატის უნივერსიტეტმა და კომპანიებმა: Northrop-მა და Lockheed-მა.

1968 წელს უკვე მოძველებული ერთი CDC 1604 მიიღო სსსრ ბირთვული კვლევე-ბის
გაერთიანებულმა ინსტიტუტმა. 1965 წელს სეიმურ კრეიმ დაასრულა მუშაობა თავის მეორე სუპერკომპიუტერზე CDC 6600. სილიციუმის ტრანზისტორებზე გადასვლისა და VLIW არქიტექტურის წყალობით სიხშირე გაიზარდა 10 მეგაჰერცამდე ( ტაქტის ხანგძლივობა 100 ნანოწამი). CDC 6600-ისთვის ჰაერით გაგრილება არასაკმარისი აღმოჩნდა ამიტომ ფრეონით გაგრილების სისტემა გამოიყენეს. CDC 6600 წინამორბედ CDC 1604-თან შედარებით 50 ათასჯერ უფრო სწრაფი აღმოჩნდა და მისმა სისწრაფემ 1 მეგაფლოპსი შეადგინა. (მილიონი ოპერაცია წამში). პირველი ეკზემპლარი დააყენეს ევროპის ბირთვული კვლევების ცენტრში, ცერნში.

1969 წელს კრეიმ წარმოადგინა განახლებული სუპერკომპიუერი CDC 7600 რომელიც პროგრამირების ენა fortran-ის წყალობით სრულად შეესაბამეოდა 6600 მოდელს და ფასითაც იგივე ღირდა - 7, 5 მლნ დოლარი. მუშაობდა 37 მეგაჰერც სიხშირეზე და 10-ჯერ უფრო სწრაფი იყო - 10 მეგაფლოპსი. შემდეგი სუპერკომპიუტერი ოთხპროცესორიანი CDC 8600 დიდ ელექტროენერგიას (24 კვტ) მოიხმარდა და მისი გაგრილებაც რთული იყო. გამგრილებელი სისტემა 20 ტონას იწონიდა. პროექტი დაიხურა და კრეიმ დატოვა Control Data Corporation-ი.

1972 წელს კრეიმ დაარსა საკუთარი კომპანია Cray Research სადაც გააგრძელა მუშაობა
სუპერკომპიუტერებზე თავდაცვის სააგენტოებისა და სამეცნიერო დაწესებულებებისათვის. 1975 წელს კრეიმ გამოუშვა ახალ კომპანიაში პირველი კომპიუტერი Cray -1, რომელშიც ტრანზისტორების ნაცვლად გამოიყენა ინტეგრალური მიკროსქემები და რამდენიმე ჩვეულებრივი პროცესორის ნაცვლად ერთი ვექტორული. ამ კომპიუტერის სისწრაფე 80 მეგაფლოპსამდე იყო.

imageსუპერკომპიუტერ Cray 2-ზე კომპანიის თანამშრომლები 10 წელი მუშაობდნენ. იგი ეფუძნებოდა იმ დროისათვის ნაკლებად პოპულარულ მასიურ-პარალელურ გამოთვლებს. იყენებდა 64 სკალარულ პროცესორებს. შედეგმა ყოველგავრ მოლოდინს გადააჭარბა და 1, 9 გიგაფლოპსი შეადგინა. 1990 წლამდე Cray 2 ყველაზე მძლავრ სუპერკომპიუტერად ითვლებოდა.
Cray 3-ის დაპტროექტებისას კრეიმ მიზნად დიდი სიმაღლეები დაისახა,
ისევე როგორც CDC 8600-ის შემთხვევაში. ამ სუპერკომპიუტერში სილიციუმის პროცესორების ნაცვლად გალიუმის არსენიდზე დამზადებული ჩიპები გამოიყენა. კრეის იმედი ჰქონდა, რომ 500 მეგაჰერც სიხშირეს მიაღწევდა, მაგრამ ასეთი რთული ნახევარგამტარების წარმოება ძალიან ძვირი იყო, ამიტომ პროექტი შეჩერდა. კრეიმ კომპანია დატოვა.

1989 წელს კრეიმ ახალი კომპანია Cray Computer დაარსა და Cray 3-ზე მუ-შაობა განაგრძო. მან ვერ მოასწრო ლივერმონის ლაბორატორიისგან მიღებულ ვადებში ჩატევა ამიტომ დამკვეთმა უკვე გამზადებული Cray research-ის პროდუქცია ამჯობინა. 1995 წელს Cray Computer-ი გაკოტრდა. ამის შემდეგ კრეიმ თავისი მესამე კომპანია SRC Computers-ი დაარსა. ერთი წლის შემდეგ სეიმურ კრეი ავტოკატასტროფაში დაიღუპა. მის მიერ შექმნილი Cray research-ი კი დღესაც აწარმოებს სუპერკომპიუტერებს Cray inc-ის სახელწოდებით.

კონფერენციაზე SC13, რომელიც 2013 წლის ნოემბერში გაიმართა კოლორადოს შტატის ქალაქ დენვერში. წარმოადგინეს რიგით 42-ე ტოპ 500 სუპერკომპიუტერების რეიტინგი.
რომელშიც კარდინალური ცვლილებები არ მომხდარა. ხუთეული უცველი დარჩა, ხოლო მე-6 ადგილზე ახალი სუპერკომპიუტერი მოგვევლინა. რეიტინგის დაანგარიშება ხდება წელიწადში ორჯერ გაზაფხულსა და შემოდგომაზე, პროგრამა Linpack-ის დახმარებით. რეიტინგის ისტორია იწყება 1979 წლიდან.

თანამედროვე სუპერკომპიუტერები წარმოადგენენ გიგანტურ კლასტერებს რომლებიც შედგება სერვერის კვანძებისაგან. სერვერები ყენდება სამონტაჯო კარადებში და თავისი რიგის დროს ირთვება ერთიან ლოკალურ ქსელში ამის წყალობით მთელი კონსტრუქცია ეფექტურად მუშაობს.

imageყველაზე მძლავრ სუპერკომპიუტერად მსოფლიოში ითვლება ერთი წლის წინ გამოშვებული ჩინური სუპერკომპიუტერი Tianhe-2 რომლის სისწრაფეც 33, 9 პეტაფლოპსია. ამას უნდა უმადლოდეს 3, 120, 000 პროცესორის ბირთვს და 1, 024, 000
გიგაბაიტ ოპერატიულ მეხსიერებას. Tianhe-2 იმართება სპეციალურად მისთვის ადაპტირებული ოპერაციული სისტემით Kylin Linux. თითოეული ბლოკი ურთიერთქმედებისა და შეთანხმებული მუშაობისათვის ჩართულია ლოკალურ ქსელში TH Express-2. თითოეული სერვერი შეიცავს ორ ცენტრალურ პროცესორს Xeon E5-2692(12 ბირთვი 2.2 გიგაჰერცი სიხშირით) და 3 კოპროცესორს Intel Xeon Phi 31S1P(57 გამარტივებული ბირთვი და 8 გიგაბაიტი GDDR5 მეხსიერება) და აგრეთვე 64 გიგაბაიტი ოპერატიული მეხსიერებას. ასეთი სერვერი 16 ათასზე მეტია და მოიხარს 17, 8 მეგავატ ელ. ენერგიას.
რეიტინგში მეორე ადგილზეა ამერიკული მონსტრი Titan-ი. 17, 6 პეტაფლოპსი სისწრაფით და 8, 2 მეგავატი ელ. ენერგიის მოხმარებით. Titan-ი დააპროექტა „Cray inc-მა“ ოუკ-რიჯის ნაციონალური ლაბორატორიის დაკვეთით. იგი აგებულია AMD Opteron 6274(16 ბირთვი) პროცესორისa და გრაფიკული ამაჩქარებ-ლის NVIDIA Tesla K20X(2688 მიკრობირთვი) ბაზაზე . სულ კომპიუტერი შედგება 560 ათასი პროცესორის ბირთვისა და 710 ათასი გიგაბაიტი ოპერატიული მეხსიერებისგან.

image

მე-3 და მე-5 ადგილებს IBM-ის სუპერკომპიუტერები Sequoia და Mira იკავებენ რომლებიც ბირთვული უსაფრთხოების ნაციონალულ ადმინისტრაციასა და არგონის ნაციანალურ ლაბორატორიაშია დამომონტაჟებული. ამ სუპერკომპიუტერებში Intel-ისა და AMD-ს არქიტექტურის ნაცვლად გამოიყენება IBM Power არქიტექტურის ჩიპები. დამატებითი კოპროცესორები და გრაფიკული ამაჩქარებლები არ გამოიყენება. Sequoia-ს და Mira-ს მახასითებლები შემდეგნაირად გამოიყურება: 17 და 8, 6 პეტაფლოპსი. ენერგომოხმარება 7, 9 და 3, 9 მეგავატი.

image

image
















მე-4 ადგილს იკავებს იაპონური სუპერკომპიუტერი K Computer რომელიც კობეს ფიზიკურ-ქიმიური კვლევების ინსტიტუტშია დამონტაჟებული. მასში გამოყენებულია

არასტანდარტული პროცესორის არქიტექტურა SPARK64, რომლის ჩიპებიც კომპანია Fujitsu-ს მიერ არის დამზადებული. სისსწრაფე 10.5 პეტაფლოპსი. ოპერატიული მეხსიერება 1, 4 მილიონი გიგაბაიტი. ენერგმოხმარება 12, 6 მეგავატი.image














imageმე-6 ადგილს იკავებს ახალი სუპერკომპიუტერი Piz Daint რომელიც განთავსებულია შვეიცარიის ნაციონალურ სუპერკომპიუტერების ცენტში. იგი დაპროექტებული და აწყობილია კომპანია Cray inc-ის მიერ. Piz Daint-ში გამოყენებულია ჰიბრიდული არქიტექტურა - Intel Xeon და Nvidia Tesla. სისწრაფე 6, 27 პეტაფლოპსი. ენერგომოხმარება 2, 3 მეგავატი.




ყველაზე მეტი სუპერკომპუტერები არის აშშ-ში 264, ჩინეთში 115, იაპონიაში 28. საინტერესოა რომ ნახევარ წელიწადში იმ კომპიუტერებისრაოდენობა რომელთა
სისწრაფეც 1 პეტაფლოპსზე მეტი იყო 26-დან 31-მდე გაიზარდა, ხოლო კომპიუტერი რომელიც ტოპ 500-ში 363 ადგილზე იყო ბოლო ადგილზე აღმოჩნდა. უფრო მძლავრი სუპერკომპიუტერები 50 და 100 პეტაფლოპსამდე სისწრაფით იწყობა აშშ-ში, ჩინეთსა
და ინდოეთში. 2025 წელს შესაძლებელი იქნება 1 ექსაპლოპსამდე სისწრაფის სუპერკომპიუტერის შექმნა, რომელსაც შეეძლება გააკე-თოს ერთი კვირის ამინდის პროგნოზი მთელ დედამიწაზე. სუპერკომპიუტერების ხელოვნურ ინტელექტს შეუძლია ბევრი რამ რაც არ შეუძლია ადამიანის ტვინს. ჭადრაკში და ინტელექტუალურ ვიქტორინებში მათ შეძლეს ადამიანის დამარცხება. სუპერკომპიუტერმა IBM Watson-მა დიდი ანგარიშით დაამარცხა ამერიკელი მოაზროვნეები ვიქტორინაში Jeopardy.
image


0
410
2-ს მოსწონს
ავტორი:ვასილ ცინაძე
ვასილ ცინაძე
410
  
კომენტარები არ არის, დაწერეთ პირველი კომენტარი
0 1 0