Superpočítač se nazývá počítač, který výkonem a jinými technickými vlastnostmi daleko přesahuje ostatní existující v současné době. Tento počítač obsahuje několik procesorů. Další charakteristická v těchto výpočetních zařízení je použití vektoru aritmetiky, že se mohou provádět aritmetické operace současně na několika dvojic čísel. Například typický superpočítač může současně vypočítat několika zaměstnanci mzdu, zatímco obyčejný počítač zároveň bere v potaz pouze jeden platy zaměstnanců.

Historie superpočítačů:. Vznik superpočítačů v roce 1960

První superpočítač byl vytvořen firmou Control Data Corporation (CDC) pod vedením Seymour Kreya. Jedním z prvních, vyvinutý ve firmě měl počítačů Cray CDC 1604. To bylo nahrazeno vakuové žárovky, elektronické tranzistory, se rychle získal popularitu ve vědeckých laboratořích. Později se firma CDC vyvinula super počítače CDC 7600 a začátek CDC 8600. V roce 1964 nejrychlejší počítač na světě se stala Stretch, která by mohla nést tři miliony pohyblivou řádovou čárkou za sekundu (obvody).


Jednou z výhod počítačů, vyvinutý pod vedením Seymour Kreya byla hustá balení elektronických součástek, což umožňuje zvýšení výkonu počítače. Všechny počítače Seymour Creay byly optimalizovány pro náročné vědecké aplikace, například řešení diferenciálních rovnic, maticevýpočty, seismická analýza, lineární programování a další podobné úkoly.

Cray superpočítače v roce 1970.

Seymour Craig opustil společnost CDC a v roce 1972 založil Cray Research, Inc. V roce 1975 vydal Cray Research Cray-1 počítač, který patří k 4. generaci počítačů. Celkově prodáno více než 80 takových strojů, které byly v té době velkým úspěchem. Cray-1 byl jedním z prvních počítačů, ve kterých mohlo být zavádění náročných pracovních operací okamžitě provedeno na několika procesorových zařízeních a bylo tak jedním z prvních "víceprocesorových" zařízení.


Jeden z průkopníků multiprocesorových počítačů byl Cray X-MP, představený v roce 1982, který spojil dva počítače Cray-1. Byl také prvním počítačem, který implementuje vektorové výpočty. Navíc v 70. letech se objevil první 32-bitový super-mini-počítač.

Vývoj superpočítačů v 80. letech

V roce 1985 představil Cray Research čtyřjádrový počítač Cray-2. To se stalo prvním výpočetním zařízením, které překročilo jednu miliardu FLOPS. V roce 1983 vynalezl Daniel Hillis, student z Massachusetts Institute of Technology, jak zvýšit produktivitu multiprocesorových systémů patřičných do 4. generace počítačů. A ve stejném roce se stal spoluzakladatelem společnosti Thinking Machines Corporation. V roce 1985 tato společnost vyvinula svůj první počítač CM-1. Použil 65 536 nízkorozpočtových jednobitových procesorů, které byly seskupeny 16 kusy. na jednom čipu Výkon počítače CM-1 v některých operacích dosáhl několika miliard FLOPS a byl srovnatelný s nejrychlejším v té doběsuperpočítačové cray

Další vývoj superpočítačů v 90. letech - počátkem roku 2000.

Důležitými zákazníky superpočítačů byli vojáci. Po podepsání Smlouvy o všeobecném zákazu jaderných zkoušek (1996) ze strany Spojených států byl zapotřebí další certifikační program pro jadernou hlavici. Ministerstvo energetiky USA proto přidělo peníze na nový program rozvoje superpočítačů zaměřený na vývoj počítače schopného simulovat jaderné testy do roku 2004. Tento počítač by měl mít výkon přes 100 bilionů FLOPS a nejrychlejší z existujících počítačů v té době byl Cray T3E s produktivitou až 150 miliard FLOPS. Superpočítač ASCI Red, postavený společností Sandia National Laboratories v Albuquerque spolu s Intel, dosáhl nejprve 1 TFLOPS. Zahrnuje 9072 standardních procesorů Pentium Pro.

Japonský superpočítač

Zatímco v USA dominoval multiprocesorový přístup, v Japonsku se NEC Corporation vrátila ke staršímu přístupu - k individuálnímu návrhu počítačového čipu. Společnost Simulator získala první místo v seznamu nejproduktivnějších počítačů v roce 2002.

Moderní počítače

V roce 2004 byl nejrychlejší superpočítač Blue Gene /L, který vydal IBM. Jeho výkon byl přibližně 36 TFLOPS. Po dvou zdvojnásobení počtu procesorů Blue Gene /L instalovaných v laboratořích Sandia National Laboratories v Livermore, Kalifornie v roce 2005 se stala prvním strojem, který překonal produkční bariéru 100 TFLOPS.
První počítač, jehož výkonnost byla překročena1000 nebo 1 petaflop TFLOPS, byl postaven IBM v roce 2008

Aplikace superpočítačů

superpočítačů používaných ve vědecké oblasti provádět zdlouhavých výpočtů a zpracování velkého množství informací v reálném čase. Navíc, pokroky v oblasti výpočetní techniky povoleno vědci používat přesné modely procesů poněkud zjednodušující, používané dříve. V matematice se pomocí superpočítačů řeší úlohy kryptografie a statistiky. Ve fyzice pomáhají pochopit procesy, které se vyskytují uvnitř atomu. Biologové superpočítačů pomáhají rozluštit DNA. Jsou také nezbytné pro předpovídání počasí, změny klimatu, výzkumu a Země hledání ropy a zemního plynu. Také superpočítače se používají k provádění vojenských výpočtů týkajících se jaderných zbraní. Pomocí výkonných počítačů dovoleno přijmout řadu objevů v oblastech, jako je meteorologie, globální analýzy klimatu, vývoj nových léčiv a leteckého inženýrství.

Přehled superpočítačů

Když mluvíme o super-napájených počítačích, otázka často zní: "Který počítač je nejrychlejší?" Odpověď na tuto otázku může dát hodnocení 10 nejvýkonnějších superpočítačů. V tomto hodnocení jsou prezentovány nové počítače.

Nejrychlejší v současné době považován za počítač Summit Power System AC922. Jeho výkon podle údajů získaných pomocí systému LINPACK je 1223 PFLOPS. Maximální teoretická produktivitavýpočetní zařízení 187659 PFLOPS. Super AMI Summit Power System AC922 je vyroben IBM speciálně pro použití v Okridzsk National Laboratory.

Druhým výkonem je čínský superpočítač Sunway TaihuLight. Počítačová rychlost tohoto počítače, která byla měřena pomocí zkušebního systému LINPACK, je 93 PFLOPS. Tato super počítač byl nejproduktivnější na světě od června 2016 do června 2018, tento superpočítač umístěný v lidové republiky, výpočetního střediska v Wuxi a použity pro předpovídání počasí, lékařský výzkum a provádět různé složité výpočty.

Dalším výkonným místem je počítačové zařízení Sierra Power System S922LC. Tento superpočítač má výkon 7161 PFLOPS, podle testů LINPACK. Toto zařízení je umístěno v laboratoři Livermore. E. Lawrence, člen Kalifornské univerzity.

Super-počítač "Tyanhэ 2" byl nejsilnější výpočetní zařízení od roku 2013 do roku 2016 Jeho jméno se překládá z čínštiny jako "Mléčná dráha - 2". Podle standardního testu Linpack jeho výkon se rovná 61,445 PFLOPS, teoretická vrch - 100679. Toto zařízení se nachází v Národním výpočetním středisku Guangzhou (Čína).

v pátém místě plnění v okamžiku, kdy je japonský superpočítač AI Překlenovací Cloud Infrastructure. Jeho výkon na zkouškách LINPACK 1988 a maximální teoretické - 32577 PFLOPS.

Superpočítač Piz DaintUmístil ve Švýcarském počítačovém centru a je nejproduktivnější počítačové zařízení v Evropě. Její vrchol teoretický výkon je PFLOPS 25.326 a skutečné zaznamenané pomocí benchmarku Linpack, - 1959 PFLOPS. Navržen americkou společností Cray.

na sedmém místě výkonu zařadil superpočítačů Titanu, které vyšlo v roce 2012 založené na architektuře Cray XK7. Skutečná výkonnost zařízení, měřeno za použití testovací sady Linpack, - PFLOPS 1759 a maximální teoretické - 27,113 PFLOPS. Pracuje v laboratoři amerického ministerstva energetiky v Tennessee. Bylo to nejvýkonnější výpočetní zařízení od listopadu 2012 do července 2013

Super počítač vyvinutý společností Sequoia platformě IBM Blue Gene /Q Jeho skutečný výkon je 17 173 PFLOPS a teoreticky možný - 20133 PFLOPS. Umístil v laboratoři Livermore.

Počítač Trinity je založen na platformě Cray XC40. Naměřená výkonnost výpočetního zařízení PFLOPS 14137. Instalován v laboratoři Los Alamos.

superpočítačů Cori, stejně jako předchozí, vyrobené na architektuře Cray XC40. Jeho výkon při testování LINPACK je 14015 PFLOPS.

Závěr

Vývoj superpočítačů měla velký dopad na mnoho oblastí vědy a průmyslu. V současné době je největší překážkou brání zveřejnění celkové výpočetní kapacity těchto zařízení je obtížnost psaní programů, které by mohly být staženy všechny dostupné procesorů v superpočítač na plnou kapacitu. Je to způsobeno psaním programu, který účinně vypočítává výpočetní úlohuněkolik proudů, mnohem složitější než toky, které se budou postupně spouštět na jednom procesoru. A ne každý úkol je podroben takové paralelnosti. To je vše, co potřebujete vědět o superpočítačích, o účelu, schopnostech a zásadách budování těchto počítačů.