Posúvanie hornej hranice výpočtovej sily

Superpočítače – hon na výkon

Strana 1/5

Ozna­če­nie su­per po­čí­tač mô­že na pr­vý poh­ľad evo­ko­vať vý­ra­zy z pes­trých rek­lam­ných le­tá­kov, v kto­rých sa mar­ke­tin­go­vým ja­zy­kom opi­su­jú rôz­ne pa­ra­met­re, fun­kcie či di­zajn osob­ných po­čí­ta­čov. Nie­ko­mu by sa mo­hol pod tým­to ozna­če­ním vy­ba­viť mo­der­ný sto­lo­vý po­čí­tač či no­te­book s vý­kon­ným viac­jad­ro­vým pro­ce­so­rom, dos­tat­kom pa­mä­te či vý­kon­nou her­nou gra­fic­kou kar­tou.

Pra­vý vý­znam ozna­če­nia su­per­po­čí­tač je, sa­moz­rej­me, úpl­ne od­liš­ný a uk­rý­va sa pod ním stroj ale­bo jed­na spo­loč­ná sús­ta­va stro­jov, kto­rých vý­kon sa po­hy­bu­je v hod­no­tách, k akým sa bež­né do­má­ce po­čí­ta­če prak­tic­ky ani nep­rib­li­žu­jú. Ide o ob­jem­né za­ria­de­nia, ná­roč­né na pre­vádz­ku, kto­ré sú ak­tuál­nym vr­cho­lom z hľa­dis­ka vý­poč­to­vej si­ly a pou­ží­va­jú sa na tie naj­ná­roč­nej­šie úlo­hy, kto­rých vý­po­čet by kla­sic­kým do­má­cim PC tr­val sto­ro­čia. Aký vý­kon te­da nao­zaj tie­to po­čí­ta­če ma­jú? Ako sa bu­du­jú, pre­vádz­ku­jú a aký sof­tvér a har­dvér pou­ží­va­jú? Na to sa po­zrie­me prá­ve v tom­to člán­ku.

Vr­cho­lo­vé su­per­po­čí­ta­če sú vždy pred­sta­vi­teľ­mi ak­tuál­ne­ho sta­vu na po­li vý­poč­to­vej si­ly z hľa­dis­ka rých­los­ti kal­ku­lá­cií. Vo väč­ši­ne prí­pa­dov ide o extrém­ne dra­hé stro­je pa­tria­ce naj­rôz­nej­ším la­bo­ra­tó­riám a vý­skum­ným in­šti­tú­ciám, kto­ré sa pou­ží­va­jú na ná­roč­né vý­poč­ty roz­lič­né­ho dru­hu (k pod­rob­nos­tiam sa eš­te dos­ta­ne­me). Ich zá­klad­ná idea je do­siah­nu­tie maximál­ne­ho vý­ko­nu, no nie z hľa­dis­ka vý­poč­to­vej ka­pa­ci­ty, ale z hľa­dis­ka vý­poč­to­vej schop­nos­ti. Pod tým­to zdan­li­vo pa­ra­doxným opi­som sa skrý­va to, že su­per­po­čí­ta­če sú bu­do­va­né na rie­še­nie veľ­mi zlo­ži­tých a kom­pli­ko­va­ných prob­lé­mov v čo naj­krat­šom ča­se. Oby­čaj­ne te­da svo­jím pl­ným vý­ko­nom rie­šia len je­den veľ­mi kom­plex­ný prob­lém a po je­ho vy­rie­še­ní sa pre­sú­va­jú na ďal­ší. Nes­lú­žia na rie­še­nie ob­rov­ské­ho množ­stva rôz­nych jed­no­du­chých prob­lé­mov. Z toh­to dô­vo­du nap­rík­lad roz­siah­le server­ovn­e naj­rôz­nej­ších sve­to­vých webo­vých slu­žieb nie sú ozna­čo­va­né za su­per­po­čí­ta­če, pre­to­že rie­šia zvy­čaj­ne len ob­rov­ské množ­stvo jed­no­du­chých úloh, ako je nap­rík­lad prís­tup veľ­ké­ho množ­stva pou­ží­va­te­ľov do da­ta­bá­zy či na inter­ne­to­vú strán­ku. Špe­ci­fic­ká ar­chi­tek­tú­ra po­čí­ta­čo­vé­ho klas­tra prep­ra­co­va­né­ho do po­do­by su­per­po­čí­ta­ča je nap­ro­ti to­mu cie­le­ná na rie­še­nie naj­kom­plexnej­ších prob­lé­mov a zvy­čaj­ne do­ká­že rie­šiť úlo­hy, kto­ré iné sys­té­my v únos­nom ča­se ale­bo ob­je­me nez­vlád­nu (nap­rík­lad pok­ro­či­lé si­mu­lá­cie).

Mo­der­né su­per­po­čí­ta­če po­zos­tá­va­jú oby­čaj­ne z nie­koľ­ko ti­síc pro­ce­so­rov a gra­fic­kých ja­dier, kto­ré sú v po­do­be server­ov­ých rac­kov pre­po­je­né do jed­né­ho cel­ku. Vo vý­sled­ku sa tak dá su­per­po­čí­tač jed­no­du­cho opí­sať ako cen­tra­li­zo­va­ný a ma­sív­ne pa­ra­lel­ný po­čí­ta­čo­vý sys­tém. Exis­tu­je pri­tom nie­koľ­ko dru­hov rôz­nych pre­po­je­ní a ar­chi­tek­túr a dá sa po­ve­dať, že kaž­dý vr­cho­lo­vý su­per­po­čí­tač je do is­tej mie­ry uni­kát. Sa­mos­tat­nú a tro­chu od­de­le­nú ka­te­gó­riou tvo­ria dis­tri­buo­va­né opor­tu­nis­tic­ké sys­té­my vir­tuál­nych su­per­po­čí­ta­čov, kto­ré na roz­diel od vlas­tné­ho cen­tra­li­zo­va­né­ho sys­té­mu vy­uží­va­jú dob­ro­voľ­ných „har­dvé­ro­vých" pris­pie­va­te­ľov. Ta­ké­to rie­še­nia po­zos­tá­va­jú z kla­sic­kých do­má­cich po­čí­ta­čov pri­po­je­ných na inter­net, kto­rých ma­ji­te­lia sa dob­ro­voľ­ne prih­lá­sia do ne­ja­ké­ho vý­poč­to­vé­ho pro­jek­tu. Na pri­po­je­nie pri­tom pou­ží­va­jú ne­ja­kú sof­tvé­ro­vú plat­for­mu, ako je nap­rík­lad prog­ram BOINC. Stov­ky ti­síc do­má­cich po­čí­ta­čov tak vy­tvo­ria vir­tuál­ny su­per­po­čí­tač, kto­rý sa mô­že z hľa­dis­ka hru­bé­ho vý­poč­to­vé­ho vý­ko­nu ne­raz po­pa­so­vať aj s naj­vý­kon­nej­ší­mi cen­tra­li­zo­va­ný­mi su­per­po­čí­tač­mi. Vir­tuál­ne su­per­po­čí­ta­če sa však vzhľa­dom na rôz­ne sla­bi­ny vy­plý­va­jú­ce z ne­cen­tra­li­zo­va­né­ho rie­še­nia ne­ve­nu­jú kom­pli­ko­va­ným prob­lé­mom, kto­ré tre­ba vy­rie­šiť v krát­kom ča­se, ale dl­ho­do­bým a ne­prio­rit­ným vý­poč­to­vým pro­jek­tom. Tej­to špe­ci­fic­kej sku­pi­ne dis­tri­buo­va­ných su­per­po­čí­ta­čov sme sa ve­no­va­li v člán­ku Hľa­dá­te mi­mo­zem­šťa­nov i liek na ra­ko­vi­nu? (PC RE­VUE č. 4/2011).

Vý­kon su­per­po­čí­ta­čov sa me­ria v jed­not­kách FLOPS, pri­čom ide o po­čet ope­rá­cií s plá­va­jú­cou de­sa­tin­nou čiar­kou za se­kun­du (Floa­ting Point Ope­ra­tions Per Se­cond). Kým nap­rík­lad vrec­ko­vá kal­ku­lač­ka do­sa­hu­je zvy­čaj­ne len nie­koľ­ko jed­no­tiek FLOPS, su­per­po­čí­ta­če sú schop­né vy­ko­ná­vať ope­rá­cie o mno­ho rá­dov vy­ššie. Z toh­to dô­vo­du sa pou­ží­va­jú bež­né ná­sob­ky sús­ta­vy SI a v prí­pa­de mi­lió­nov ho­vo­rí­me o me­gaF­LOPS (MFLOPS), pri mi­liar­dách o gi­gaF­LOPS (GFLOPS) a pri bi­lió­noch o te­raF­LOPS (TFLOPS). Sú­čas­ný naj­vý­kon­nej­ší su­per­po­čí­tač na sve­te je Ti­tan, pre­vádz­ko­va­ný v Ná­rod­nom la­bo­ra­tó­riu Oak Rid­ge (USA), je­ho vý­kon do­sa­hu­je 17,59 pe­taF­LOPS, te­da viac ako 17 bi­liárd FLOPS. Po­čet FLOPS je od­me­ra­ný tes­to­va­cím sof­tvé­rom LIN­PACK, kto­rý vy­ko­ná­va ope­rá­cie s veľ­ký­mi ma­te­ma­tic­ký­mi ma­ti­ca­mi. Na zá­kla­de toh­to vý­sled­ku je pra­vi­del­ne zos­ta­vo­va­ný reb­rí­ček naj­vý­kon­nej­ších su­per­po­čí­ta­čov na sve­te TOP 500. Na úpl­nom vr­cho­le reb­ríč­ka sa su­per­po­čí­ta­če udr­žia zvy­čaj­ne iba nie­koľ­ko me­sia­cov, po­tom ich pre­ko­na­jú úpl­ne no­vé ale­bo up­gra­do­va­né stro­je. Su­per­po­čí­ta­če zvy­čaj­ne nie sú bez mo­der­ni­zá­cie pre­vádz­ko­va­né dlh­šie ako nie­koľ­ko ro­kov, pre­to­že za ur­či­té ob­do­bie už udr­žo­va­nie pre­vádz­ky sta­ré­ho, a te­da nee­fek­tív­ne­ho har­dvé­ru sto­jí viac ako je­ho up­gra­de. Vý­voj po­lo­vo­di­čo­vých tech­no­ló­gií je jed­no­du­cho ob­rov­ský a v prie­be­hu de­sia­tich ro­kov sa ob­vyk­le vý­kon su­per­po­čí­ta­čov sti­síc­ná­so­bí.

Titan.jpg

Poh­ľad na su­per­po­čí­tač Cray Ti­tan s pô­do­ry­som 404 m2


« prvá strana « predchádzajúca strana ďalšia strana » posledná strana »  

 
 

24 hodín

týždeň

mesiac

Najnovšie články

Prís­lu­šen­stvo k ultra­boo­kom a no­te­boo­kom
Ultrabooky predstavujú zaujímavý segment prenosných počítačov. Disponujú ultratenkým telom, sú ľahké, a teda ide o vhodného spoločníka na cesty. čítať »
 
Mi­ni PC s An­droi­dom
Android sa majoritne udomácnil v smartfónoch a tabletoch, má však aj ďalšie využitie. Objavil sa napr. v minipočítačoch určených do funkcie multimediálneho centra. čítať »
 
Autor PMD-85: Vy­me­nil som pieš­ťan­skú ga­ráž za Si­li­con Valley
Viete o tom, že tento rok to je už viac ako 30 rokov, čo svetlo svetla uzreli počítače PMD-85? Starší členovia našej redakcie na nich vyrastali a dali im solídny hardvérový i softvérový základ. čítať »
 
Aty­pic­ký po­rov­ná­vač cien
Vo februárovom vydaní PC REVUE sme vám predstavili, ako fungujú porovnávače cien. Pricemania alebo Heureka sú obľúbené zdroje informácii, pokiaľ chcete niečo kúpiť. čítať »
 
Všet­ko v jed­nom
So seriálom Banka v mobile sme už navštívili niekoľko virtuálnych pobočiek našich bánk. Začali sme Tatra bankou, pokračovali sme Slovenskou sporiteľňou a v tejto časti sa z klasických značiek kamenných bánk presunieme do inovatívnej direct banky. čítať »
 
Naj­lep­šie tab­le­ty pre An­droid i Win­dows
Po pokojnejšom minulom mesiaci sa nám na testovacom stole objavilo opäť väčšie množstvo tabletov. Testované kúsky potešili rôznorodosťou a niektorými zaujímavými funkciami, pričom medzi recenzovanými zariadeniami nechýbali ani horúce novinky, ako je Samsung Galaxy Note 8.0 alebo ASUS Fonepad.  čítať »
 
Vie­te, ako spoz­ná­te bez­peč­ný web? Ze­le­ná sa...
Bežné certifikáty SSL sú drahé a môžu si ich dovoliť iba veľké firmy. A pritom je zabezpečenie dát a dôveryhodnosť prevádzkovateľa dnes na internete prioritou, ktorej sa dostáva čoraz viac pozornosti. čítať »
 
Goog­le: Vy­skú­šaj­te na­vi­gá­ciu za­dar­mo
Spoločnosť Google predstavila konečne aj na slovenskom trhu navigáciu určenú pre zariadenia s operačným systémom Google Android (2.2+) a Apple iOS (5.1+). Dá sa tak použiť na väčšine tabletov a smartfónov, a to zadarmo, pokiaľ neberieme do úvahy poplatky za internet. čítať »
 
 
 
  Zdieľaj cez Facebook Zdieľaj cez Google+ Zdieľaj cez Twitter Zdieľaj cez LinkedIn Správy z RSS Správy na smartfóne Správy cez newsletter