Wat is een supercomputer? De top 10 van supercomputers ter wereld

Advertentie

De woordenboekdefinitie van een supercomputer is "een bijzonder krachtige mainframecomputer."

Het "vermogen" van een supercomputer wordt bepaald door het aantal bewerkingen dat het systeem per seconde kan verwerken .

Dit is een brede definitie met een doelwijzer die telkens verandert als de computertechnologie vordert. De snelste pc's van vandaag zijn verwerkingsbewerkingen met de snelheid die supercomputers tientallen jaren geleden uitvoerden. Dat is hoe snel deze technologie verandert.

Dus wat is een supercomputer eigenlijk?

Laten we eens dieper kijken naar hoe supercomputers er vandaag uitzien.

'S Werelds krachtigste supercomputer

Jarenlang streden de VS, China en Japan om het land te zijn met de snelste supercomputer ter wereld. "Snel" wordt gedefinieerd door het aantal petafiches dat het computersysteem kan uitvoeren. Een petaflop is duizend teraflops, of één quadrillion drijvende-kommabewerkingen per seconde. PC Benchmark-tests: wat zijn ze, en doen ze dat eigenlijk? PC Benchmark Tests: wat zijn ze, en doen ze eigenlijk? Er zijn veel technische sites op internet die in benchmarks handelen - een hele reeks grafieken en nummers voor bijna elk stuk hardware op de markt. Maar wat betekenen ze? Lees verder .

Tegen 2013 waren de twee krachtigste supercomputers die er waren:

• The Cray Titan op Oak Ridge, met een verwerkingscapaciteit van 17, 59 petaflops.
• De IBM Sequoia bij Livermore Labs, duwen 17.17 petaflops.

Echter, dat jaar nam China de leiding over met de NUDT Tianhe-2 in Guangzhou, met maar liefst 33.86 petaflops. Dit systeem was koning, tot 2016, toen de Sunway TaihuLight in Wuxi, China eindelijk de prijs won met een indrukwekkende petaflops van 93.01.

Volgens Top500 zou de volgende koning van supercomputers de Summit moeten zijn. Dit is een supercomputer bij Oak Ridge National Lab, die naar verwachting in de zomer van 2018 live gaat.

Dieper in een supercomputer kijken

Nu dat u de staat van de huidige supercomputer race kent, laten we de innerlijke werking van deze indrukwekkende wonderen van technologie van dichterbij bekijken. Laten we de Sunway Taihulight eens bekijken .

De Taihulight is een superefficiënte computer met de volgende processorarchitectuur:

• 1.45 GHz SW26010-processors, elk met vier groepen kernen Wat is een CPU en wat doet het? Wat is een CPU en wat doet het? Computing acroniemen zijn verwarrend. Wat is een CPU eigenlijk? En heb ik een quad- of dual-coreprocessor nodig? Hoe zit het met AMD of Intel? We zijn hier om het verschil te helpen verklaren! Lees verder .
• Elke kerngroep bevat 65 kernen voor een totaal van 260 kernen per knooppunt.
• Elke systeemkast bevat 1.024 knooppunten.
• Het volledige systeem bevat 40 kasten.

Om al deze kasten met elkaar te verbinden, hebben de bouwers van dit indrukwekkende systeem hun eigen netwerk van PCIe 3.0-verbindingen op maat gemaakt die ze het "Sunway Network" hebben genoemd.

Het netwerk verbindt de switches, hardware voor het delen van bronnen en alle supernodes via 7-inch kabels die gegevens verzenden met 70 terabytes per seconde.

Het volgende is de huidige lijst van de 10 snelste supercomputers ter wereld, volgens Top 500.

1. Sunway TaihuLight (China): 10.649.600 kernen, 93.014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (China): 3, 120, 000 cores, 33, 962 TFlops / s
3. Piz Daint (Zwitserland): 361.760 kernen, 19.590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japan): 19.860.000 cores, 19.136 TFlops / s
5. Titan (Verenigde Staten): 560.640 cores, 17, 590 TFlops / s
6. Sequoia (Verenigde Staten): 1, 572, 864 kernen, 17, 173 TFlops / s
7. Trinity (Verenigde Staten): 979.968 kernen, 14.137 TFlops / s
8. Cori (Verenigde Staten): 622.336 cores, 14.015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japan): 556.104 cores, 13.555 TFlops / s
10. K Computer - Sparc64 (Japan): 705.024 kernen, 10.510 TFlops / s

Het is een enorm speelveld met geavanceerde laboratoria en overheidsinstellingen over de hele wereld. De leiders verdienen wereldwijd niet alleen het respect van computerdeskundigen, maar de race voor de top is ook politiek geladen. En met supercomputerkosten die oplopen tot duizenden dollars per uur, verdienen deze bedrijven waarschijnlijk ook veel geld.

Waar worden Supercomputers voor gebruikt?

Waarom zou iemand een computersysteem nodig hebben dat kwadrillions met drijvende-kommabewerkingen per seconde kan verwerken?

De realiteit is dat er in veel verschillende industrieën behoeften zijn die enorme rekenkracht vereisen. Hier zijn slechts een paar supercomputergebruiken in de industrie, overheden en het leger.

Een rapport geschreven door de International Data Corporation in 2014 dook in tientallen real-world scenario's waarin supercomputers werden gebruikt. We hebben de volgende voorbeelden uit die studie getrokken.

Industrie

• General Electric, een belangrijke speler in de lucht- en ruimtevaartindustrie, werkte samen met computerexperts in het Oak Ridge National Laboratory voor de productie van geavanceerde straalmotorsimulaties . De simulaties hielpen GE een motorfenomeen te identificeren dat het bedrijf hielp het algehele brandstofverbruik te verbeteren.
• Wetenschappers van Lawrence Livermore National Labs gebruikten de supercomputers om een ​​nieuwe techniek te ontwikkelen voor dataverzameling onder de grond . Hierdoor kon de Amerikaanse olie- en gasindustrie gemakkelijker oliereserves in de Golf van Mexico identificeren en de afhankelijkheid van Amerika van buitenlandse olie verminderen.
• De ingenieurs van Boeing gebruikten supercomputers om vliegtuigsimulaties te maken die leidden tot betere aerodynamische ontwerpen, zodat ze brandstofefficiënter en veiliger konden produceren.

Regering

• De Centers for Disease Control en Cornell University werkten samen om een ​​zeer gedetailleerd model van het hepatitis C-virus te maken. Met behulp van een supercomputer aan de Cornell University konden onderzoekers nieuwe therapieën ontwikkelen die uiteindelijk de medische gemeenschap hielpen 8 Medische technologische doorbraken die je misschien één dag nodig hebt 8 Medische technologische doorbraken die je misschien ooit nodig hebt Geloof het of niet, de snelheid van technologische vooruitgang neemt nog steeds toe - en er zijn veel doorbraken op medisch gebied. Bekijk deze geweldige nieuwe dingen! Lees meer over het verminderen of genezen van leveraandoeningen bij patiënten.
• Het Amerikaanse ministerie van Defensie gebruikte een supercomputer om nieuwe weermodellen te ontwikkelen die meteorologen zouden helpen potentieel gevaarlijke orkanen en cyclonen te voorspellen. De meer geavanceerde computermodellen van deze stormen leverden de mogelijkheid om de gevaren tot vijf dagen vóór de impact te voorspellen.

Leger

• Het Amerikaanse leger gebruikt supercomputers in het Army Research Laboratory om geavanceerde simulaties uit te voeren waarmee onderzoekers 'destructieve live experimenten en demonstraties van prototypen' kunnen uitvoeren. Deze zouden anders te duur zijn om met echte apparatuur te geleiden.
• Een van de meest ongewone supercomputers die door het Amerikaanse leger werd gebruikt, werd de 'Condor Cluster' genoemd, die in 2010 door de Amerikaanse luchtmacht was gemaakt. Ingenieurs hebben er 1760 Sony PlayStation 3-consoles met elkaar verbonden om de kern van de supercomputer te creëren. Het was in staat tot 500 TFlops en werd gebruikt voor taken zoals patroonherkenning, verwerking van satellietbeelden en onderzoek naar kunstmatige intelligentie .

Zoals u kunt zien, zijn er veel eisen vanuit alle sectoren, overheidsinstanties en het leger voor geavanceerde rekenkracht.

Zijn Quantum Computers de volgende?

Elke vooruitgang in supercomputersnelheid is een direct gevolg van een groter aantal transistoren die op kleinere en kleinere schaal in microprocessors zijn verpakt. Omdat deze microcircuits blijven krimpen naar een atomaire schaal, voorspellen veel futuristen dat de volgende fase in supercomputers zich in het rijk van kwantumcomputers zal bevinden.

Wat is een Quantumcomputer?

Quantum computing is een unieke kijk op computertechnologie. In plaats van de traditionele op transistor gebaseerde microprocessor hopen wetenschappers te profiteren van het manipuleren van de staat van subatomaire deeltjes.

Subatomaire deeltjes hechten zich aan zeer vreemde natuurkundige wetten, waarvan veel onderzoekers pas in het recente verleden hebben ontdekt. Door te experimenteren met verschillende technieken om de subatomaire toestanden van deze deeltjes te beheersen, hopen wetenschappers de 1s en 0s van een klassieke transistor te vervangen door een equivalente 1 of 0 toestand van deze kwantumdeeltjes.

Een ander woord voor deze tweevoudige deeltjes zijn quantumbits (of "qubits").

Het breinbrekende aspect van quantum computing is het feit dat de vele beschikbare toestanden van deze deeltjes deze computers toestaan ​​om meer dan alleen een 1 of 0 op te slaan.

Zijn er kwantum supercomputers?

De reden dat je nog niet hebt gehoord dat een superieure kwantumsupercomputer de Top500-lijst maakt, is omdat er nog geen echte stabiele kwantumsupercomputer bestaat.

IBM biedt online toegang tot een 20 qubit-systeem dat onderzoekers kunnen gebruiken. Onderzoekers gebruiken meestal kwantumcomputers voor specifieke berekeningen en analyses waarvoor ze geschikt zijn, zoals chemische simulaties.

De makers van kwantumcomputers gebruiken termen die niet lang geleden vooral theoretisch van aard waren. Maar nu beschrijven de wetenschappers die deze systemen bouwen zeer reële interacties tussen 'qubits' als 'verstrengeling'. Ze beschrijven specifieke toestanden van qubits als 'coherentie'. Het is dus bijna onmogelijk om deze systemen te vergelijken met traditionele computers.

Grote systemen die enige hoop kunnen hebben om te concurreren met de traditionele supercomputers van vandaag, zijn nog steeds te onstabiel. In november 2017 kondigde IBM bijvoorbeeld aan dat het een 50-qubit-kwantumcomputer had gebouwd. Het kon echter zijn quantum "microstate" slechts 90 microseconden bevatten.

Quantum-computers zijn een grote belofte voor de toekomst, maar op dit moment bieden ze weinig concurrentie voor traditionele, op siliconen gebaseerde supercomputers.

Wat denk je dat de toekomst in petto heeft?

Waar denk je dat de toekomst van supercomputertechnologie naartoe gaat? Denk je dat kwantumcomputers dichter bij de horizon staan ​​dan mensen zich realiseren? Welk land denk je dat de lijst in 2018 en daarna zal overtreffen?