Obrovské superpočítače stále existujú. Tu je to, čo sa používa pre dnešok

Timofeev Vladimir / Shutterstock

Superpočítače boli masívnym závodom v deväťdesiatych rokoch minulého storočia, keďže USA, Čína a ďalší ľudia súťažili o najrýchlejší počítač. Zatiaľ čo závod prepadol trochu, tieto monštrá počítače stále používali na riešenie mnohých svetových problémov.

Keďže Moorov zákon (staré pozorovanie, v ktorom sa hovorí, že výpočtová sila sa zdvojnásobí zhruba každé dva roky) tlačí náš výpočtový hardvér ďalej, zvyšuje sa aj komplexnosť vyriešených problémov. Zatiaľ čo superpočítače boli pomerne malé, v súčasnosti môžu preberať celé sklady, všetky naplnené prepojenými rackami počítačov.

Čo robí počítač "super"?

Termín "superpočítač" znamená jeden obrovský počítač, ktorý je niekoľkonásobne silnejší ako váš jednoduchý prenosný počítač, ale to by nebolo možné ďalej od prípadu. Superpočítače sú tvorené tisíckami menších počítačov, ktoré sú navzájom spojené a vykonávajú jednu úlohu. Každé jadro CPU v dátovom centre pravdepodobne beží pomalšie ako váš stolný počítač. Je to kombinácia všetkých z nich, ktoré robia výpočtové systémy tak efektívne. V počítačoch tohto rozsahu je veľa zapojených do siete a špeciálneho hardvéru a nie je to tak jednoduché, ako jednoduché pripojenie každého racku do siete, ale môžete si ich predstaviť týmto spôsobom a nebudete ďaleko od značky.

Nie každá úloha môže byť paralelizovaná tak ľahko, takže nebudete používať superpočítač na spustenie svojich hier pri miliónov snímkach za sekundu. Paralelné výpočty sú zvyčajne dobré pri urýchľovaní výpočtu orientovaného na výpočet.

Superpočítače sa merajú vo FLOPS alebo Floating Point Operations per Second, čo je v podstate miera toho, ako rýchlo to môže robiť matematika. Najrýchlejší je v súčasnosti Summit IBM, ktorý môže dosiahnuť viac ako 200 PetaFLOPS, čo je miliónkrát rýchlejšie ako "Giga", na ktorú si väčšina ľudí zvykne.

Takže na čo sa používajú? Väčšinou veda

Andrey VP / Shutterstock

Superpočítače sú chrbticou výpočtovej vedy. Používajú sa v medicínskej oblasti na simuláciu proteínového zloženia pri výskume rakoviny, vo fyzike na simuláciu rozsiahlych inžinierskych projektov a teoretického výpočtu a dokonca vo finančnej oblasti na sledovanie akciového trhu s cieľom získať výhodu pre ostatných investorov.

Možno práca, z ktorej má najväčšia výhoda priemerná osoba, je modelovanie počasia. Presné predpovedanie, či budete potrebovať kabát a dáždnik ďalšiu stredu, je prekvapujúco ťažká úloha, ktorú dokonca ani obrovské superpočítače dnes nemôžu robiť s veľkou presnosťou. Je teoretizované, že na to, aby sme mohli bežať v plnom počasí, budeme potrebovať počítač, ktorý meria jeho rýchlosť v ZettaFLOPS - ďalších dvoch úrovniach od PetaFLOPS a približne 5000 krát rýchlejšie ako summit spoločnosti IBM. Pravdepodobne sa nám to nezmení až do roku 2030, hoci hlavnou otázkou, ktorá nás drží, nie je hardvér, ale cena.

Preddavky na nákup alebo stavbu celého hardvéru sú dostatočne vysoké, ale skutočným kickerom je účet za energiu. Mnohé superpočítače môžu každoročne vyčerpať milióny dolárov, aby mohli zostať v prevádzke. Takže zatiaľ čo teoreticky neexistuje obmedzenie toho, koľko budov je plných počítačov, ktoré by ste mohli spojiť dohromady, stavíme iba superpočítače dostatočne veľké na to, aby sme mohli vyriešiť aktuálne problémy.

Takže budem mať v budúcnosti superpočítač doma?

V istom zmysle už to robíte. Väčšina desktopov dnes konkuruje silám starších superpočítačov, dokonca aj priemerný smartphone s vyšším výkonom ako neslávny Cray-1. Takže je ľahké porovnať s minulosťou a teoretizovať o budúcnosti. Ale to je z veľkej časti spôsobené priemerným procesorom, ktorý sa v priebehu rokov dostáva oveľa rýchlejšie, čo sa už tak rýchlo nedeje.

V poslednej dobe sa Moorov zákon spomaľuje, keď dosahujeme hranice toho, ako malé môžeme vytvoriť tranzistory, takže procesory nie sú dostatočne rýchle. Sú stále menšie a energeticky efektívnejšie, čo tlačí výkon CPU smerom k viac jadier na čip pre stolné počítače a výkonnejší celkový výkon pre mobilné zariadenia.

Ale je ťažké si predstaviť, že priemerný problém s používateľmi má vyššiu potrebu výpočtov. Koniec koncov nepotrebujete superpočítač na prehliadanie internetu a väčšina ľudí nepoužíva simulácie skladania bielkovín vo svojich pivniciach. Vysokorýchlostný spotrebiteľský hardvér dnes prevyšuje bežné prípady použitia a je zvyčajne vyhradený pre špecifickú prácu, ktorá z neho profituje, ako je 3D rendering a kompilácia kódu.

Takže nie, pravdepodobne nebudete mať. Najväčší pokrok bude pravdepodobne v mobilnom priestore, pretože telefóny a tablety sa približujú úrovniam stolných počítačov, čo je stále dosť dobrý pokrok.

Kredity obrázka: Shutterstock, Shutterstock