Большинству из нас компьютер, вероятно, кажется достаточно быстрым, если он может запускать «LEGO Властелин колец» или видео на YouTube с английским бульдогом на скейтборде, не замедляясь до ползания. Но для ученых, которым нужно работать над действительно сложными проблемами, 158 миллиардов вычислений в секунду, которые может выполнять ПК с процессором i7, недостаточно.
Вот почему исследователи так взволнованы новой игрушкой Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL) в Теннесси, суперкомпьютером Cray Titan. Когда он был представлен в октябре 2012 года, «Титан» претендовал на звание самого быстрого компьютера в мире, которое всего шесть месяцев удерживала машина IBM Sequoia Blue Gene/Q в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии.
Насколько быстр Титан? Его теоретическая максимальная скорость составляет 27 петафлопс, что звучит не так уж впечатляюще, если не знать, что это означает 27 000 триллионов вычислений в секунду. Это в сотни тысяч раз быстрее, чем у вашего топового ПК. Однако, в отличие от вашего ПК, Titan не поместится на рабочем столе; он занимает площадь размером с баскетбольную площадку.
Невероятная скорость Титана делает его фантастическим инструментом для решения действительно сложных задач, связанных с гигантскими объемами данных. Исследователи планируют использовать его для детального моделирования климата Земли, что может дать идеи о том, как уменьшить глобальное потепление. Они также могут использовать его для разработки сверхэффективных двигателей внутреннего сгорания и солнечных батарей, а также для запуска биологических симуляций, которые помогут ускорить тестирование новых лекарств. На чисто научном уровне Титан может помочь ученым смоделировать разрыв связей, удерживающих молекулы вместе, что даст им новое понимание одного из самых важных процессов в природе.
Но Титан важен не только потому, что он невероятно быстр, но и потому, что он является пионером в разработке нового типа суперкомпьютера, который может породить поколение еще более быстрых машин. В течение многих лет ученые добивались все более и более высоких скоростей, просто создавая машины с тысячами и тысячами центральных процессоров или ЦП, а затем разбивая вычисления, которые они хотят выполнять, на более мелкие части, которые можно разделить на все эти части. ЦП. Недостатком такого подхода является то, что все эти чипы ЦП требуют огромного количества электроэнергии. Однако Titan объединяет каждый из своих 18 688 процессоров с графическим процессором или графическим процессором - чипом, используемым в горячих игровых ПК - для ускорения вычислений. Графические процессоры потребляют не так много энергии, как ЦП, поэтому в результате машина работает быстрее, чем ее предшественники, но при этом намного более энергоэффективна.
Исследователи считают, что Титан прокладывает путь ккомпьютерам экзафлопсного класса, то есть машинам, которые в тысячу и более раз быстрее, чем самые мощные современные суперкомпьютеры.
Часто задаваемые вопросы
Почему суперкомпьютер такой быстрый?
Суперкомпьютеры работают быстро, потому что они обычно имеют большое количество процессоров, которые могут работать над задачами параллельно. У них также есть быстрая память и системы хранения данных.
Примечание автора. Для чего используется самый быстрый в мире суперкомпьютер?
Я вырос в 1960-х, когда компьютер занимал целую комнату, а данные хранились на перфокартах с печатным предупреждением «не сгибать, не скручивать и не калечить». И с ними тоже особо ничего не сделаешь. Так что наблюдать за прогрессом вычислительной мощности и возможностей в течение моей жизни было не чем иным, как удивительным.
Первый настольный ПК, который я купил в 1988 году, был примерно в 10 раз быстрее бортового компьютера, который использовали астронавты Аполлона-11 во время полета на Луну в 1969 году. А сегодня iPhone, который я ношу в кармане гораздо мощнее любого из них.