Главная страница
Навигация по странице:

  • Суперкомпьютер - это "сверхмашина", намного более производительная, чем любая из доступных рядовому пользователю. Суперкомпьютер не купишь в магазине через дорогу.

  • Операционная система

  • Тип процессора

  • Число вычислительных узлов/процессоров /

  • Оперативная память

  • Стратегические задачи суперкомпьютеров

  • Новый суперкомпьютер планируют применить преимущественно для нужд химии и молекулярной биологии.

  • Суперкомпьютер воспроизвёл историю Вселенной

  • IBM строит в Европе метеорологический суперкомпьютер

  • Российский суперкомпьютер — 56-й в мире

  • супер компьютеры. Суперкомпьютеры. Что такое суперкомпьютеры Чем отличаются суперкомпьютеры от обычных компьютеров


    Скачать 0.96 Mb.
    НазваниеЧто такое суперкомпьютеры Чем отличаются суперкомпьютеры от обычных компьютеров
    Анкорсупер компьютеры
    Дата13.05.2022
    Размер0.96 Mb.
    Формат файлаppt
    Имя файлаСуперкомпьютеры.ppt
    ТипДокументы
    #527166
    • Суперкомпьютеры.

    Оглавление.

    • Что такое суперкомпьютеры?
    • Чем отличаются суперкомпьютеры от обычных компьютеров?
    • Из истории суперкомпьютеров:
    • Американские суперкомпьютеры
    • Российские суперкомпьютеры.
    • Сферы применения суперкомпьютеров:
    • Военная.
    • Наука и образование.
    • Аэрокосмическая.
    • Медицина.
    • Метеорологическая
    • Шахматная
    • TOP-500

    Что такое суперкомпьютер?

    • Суперкомпьютер - это "сверхмашина", намного более производительная, чем любая из доступных рядовому пользователю. Суперкомпьютер не купишь в магазине через дорогу.
    • "Супер" означает самый-самый - самый большой, самый дорогой, самый быстрый, самый мощный, производительность его на настоящий момент максимальна. Главное же отличие суперкомпьютера от персоналки и мэйнфрейма - концентрация сил на одном громоздком приложении вместо обслуживания вороха мелких.
    • Характерными особенностями всех современных суперкомпьютеров являются:
    • - многопроцессорность (от 8 до штук);
    • - высокая скорость обмена данными между отдельными узлами (до 500 мегабайт в секунду);
    • - большой объем оперативной (до 600 гигабайт) и дисковой (сотни терабайт) памяти;
    • - архитектура, обеспечивающая параллельность обработки данных и специальное ПО для этих целей.

    Американские компьютеры.

    • История создания суперкомпьютеров неразрывно связана с именем американца Сеймура Крея\Seymour Cray. В 1957 году он создал электронную компанию Control Data Corporation, которая занялась проектированием и постройкой вычислительных комплексов, ставших родоначальниками современных суперкомпьютеров. В 1958 году под руководством Крея был создан первый в мире мощный компьютер на транзисторах CDC 1604, за которым последовали более совершенные системы CDC 6600 и CDC 7600.  В 1972 году Крей основал собственную фирму Cray Research, которая занялась разработкой и производством настоящих суперкомпьютеров. В 1976 году она выпустила систему CRAY-1 с быстродействием порядка 100 мегафлопс. Девятью годами позже появился суперкомпьютер CRAY-2, который работал со скоростью 1-2 гигафлопс. В 1989 году Крей основал фирму Cray Computer Corporation и вскоре создал суперкомпьютер CRAY-3, быстродействие которого доходило до пяти гигафлопс. После появления этой машины в английский язык вошло выражение "время Крея"\Cray time - то есть, стоимость часа работы суперкомпьютера (тогда она составляла $1 тыс. в час).
    • В 1997 году американская компания Intel выпустила суперкомпьютер ASCI Red, первую в мире систему с быстродействием более одного триллиона операций в секунду, точнее, 1.334 терафлопс.

    Русские суперкомпьютеры.

    • Исследования по многопроцессорным вычислительным системам в СССР были начаты в начале 60-х. Возможность построения суперкомпьютеров на принципах параллельного выполнения операций в однородных вычислительных средах была показана Э. В. Евреиновым и Ю. Г. Косаревым в Новосибирске в 1962 г.  Работы, проводимые в Таганрогском радиотехническом институте под руководством А.В.Каляева (1922-2004), впоследствии ставшего академиком РАН,  привели к созданию ряда  многопроцессорных специализированных ЭВМ, первой из них в 1964 г. была создана цифровая интегрирующая машина  Метеор-3.
    • В 80-е годы В. А. Мельников создает Институт проблем кибернетики АН СССР и становится его директором. Здесь он руководит разработкой векторно-конвейерной суперЭВМ «Электроника ССБИС», близкой по своей архитектуре к американской суперЭВМ  Cray-1.
    • В 1979 г. появляется Эльбрус-1   - компьютер на основе суперскалярного RISC-процессора, разработанный в    ИТМиВТ, генеральный конструктор В.С.Бурцев. В 1984 гг. под его руководством
    • создан 10-процессорный суперкомпьютер Эльбрус-2, который использовался в Российской противоракетной системе,  ЦУПе, Арзамасе-16 и Челябинске-70.  .
    • В конце 1997 года были завершены заводские, а в 1998-м - государственные испытания «Эльбруса-90 микро»,   утверждена документация для серийного производства,   изготовлена опытная партия. «Эльбрус-90 микро» отличается от предыдущих Эльбрусов несравненно меньшими габаритами и большей надежностью.
    • На данный момент соперничают друг с другом «СКИФ-К1000» и «Blue Gene/L».
    • Операционная система SUSE Linux Enterprise Server 8
    • Вес установки 6.5 Т
    • Дисковая память 288 × 80 GB = 23 040 GB
    • Число вычислительных узлов/процессоров 288/576
    • Тип процессора AMD Opteron™ 2.2 Ггц
    • Пиковая производительность 2.534 Tflops
    • Производительность на тесте Linpack 2.032 Tflops (80.1% от пиковой)
    • Оперативная память 288 × (8 × 0.5 GB) = 1 152 GB
    • Операционная система
    • Вес установки
    • Дисковая память
    • Число вычислительных узлов/процессоров /65536
    • Тип процессора PowerPC 440
    • Пиковая производительность 70.7Tflops
    • Производительность на тесте Linpack
    • Оперативная память

    Военная сфера.

    • Военный суперкомпьютер на процессорах Xeon с 64-разрядными расширениями
    • Американское министерство обороны объявило о намерении установить в одном из своих вычислительных центров суперкомпьютер на базе новых процессоров Intel с 64-разрядными расширениями. Официально о появлении таких процессоров объявил на недавнем форуме Intel для разработчиков глава процессорного гиганта Крейг Баррет. Первые процессоры с расширенным набором команд появятся на рынке во втором квартале. Созданием кластера для министерства обороны займется компания Linux Networx. Кластер будет состоять из 1066 узлов, в каждом из которых будет по два процессора с частотой 3,6 ГГц. Компьютер будет работать под управлением ОС Linux, пакета Clusterworx 3.0 и набора инструментов управления ICE Box. Для соединения узлов будут использоваться высокоскоростные линии Myrinet и Gigabit Ethernet.
    • Стратегические задачи суперкомпьютеров Управляемый термоядерный синтез Моделирование взрывов и ядерных испытаний (в 1985 году США и СССР прекратили ядерные испытания, но продолжают совершенствовать ядерное оружие) Разработка военной и авиакосмической техники Системы ПВО

    Наука и образование.

    • Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Департамента энергии США (PNNL) заказала Hewlett-Packard суперкомпьютер стоимостью в 24,5 миллионов долларов. Новый суперкомпьютер планируют применить преимущественно для нужд химии и молекулярной биологии. С ее помощью специалисты PNNL рассчитывают разработать совершенные компьютерные модели реакций, которые заменят сложные и дорогие эксперименты. Машина, на которой будет установлена операционная система Linux, должна быть построена и полностью "доведена до ума" к началу 2003 года. Новый суперкомпьютер снабдят его 1400 процессорами следующего поколения Intel® (Мак-Кинли) и Itanium™ (Мэдисон). Предполагается, что чудо техники будет работать примерно в 8300 раз быстрее средней "персоналки". Машина сможет с успехом конкурировать и с современными суперкомпьютерами. Например, она будет в 30 раз быстрее работать, удерживать в 10 раз больше памяти и иметь в 50 раз больше места на диске, чем самый мощный компьютер PNNL (кстати, недавно считавшийся самым лучшим в мире). Суперкомпьютер будет иметь 1,8 терабайт памяти и 170 терабайт на диске (один терабайт равен 1,024 гигабайтам) и станет самым мощным "линуксовым" компьютером в мире.

    Аэрокосмическая сфера.

    • Национальное аэрокосмическое агентство США (NASA) завершило строительство нового суперкомпьютера Columbia. Система состоит из двадцати серверов Silicon Graphics Altix, в каждом из которых используются 512 процессоров Intel Itanium 2. Таким образом, всего Columbia содержит 10240 чипов, а производительность суперкомпьютера при работе 16 из 20 узлов достигает 42,7 триллиона операций с плавающей запятой в секунду (терафлопс). Таким образом, при подключении всех узлов теоретическое быстродействие должно превышать 53 терафлопс. Для сравнения, лидер рейтинга пятисот самых мощных суперкомпьютеров, Earth Simulator, обладает производительностью в 35,86 терафлопс.
    • Предполагается, что мощности Columbia будут применяться в процессе проектирования космических кораблей, для имитации полетов и для моделирования климата. Кроме того, ресурсы системы будут частично предоставляться другим научным учреждениям.
    • Суперкомпьютер воспроизвёл историю Вселенной
    • Профессор Карлос Френк (Carlos Frenk) и его коллеги из британского университета Дарема (University of Durham) запустили проект под названием "Тысячелетие" (Millennium), в рамках которого будет проведено самое масштабное и детальное моделирование эволюции Вселенной. Учёные "завербовали" мощный суперкомпьютер, чтобы проиграть сценарий всего развития Вселенной от Большого Взрыва и до наших дней. В основу модели были положены современные представления о физике пространства и времени, элементарных частицах, данные космических наблюдений и, собственно, сама космологическая теория Большого Взрыва, которая является самой признанной (хотя, справедливости ради, нужно сказать — не единственной) теорией, объясняющей эволюцию Вселенной. Потому, в частности, компьютер отслеживал поведение 10 миллиардов частиц тёмной материи на протяжении 13 миллиардов лет смоделированной эволюции. Сравнения между результатами расчётов и астрономическими наблюдениями уже помогают проливать свет на некоторые космические тайны.

    Сфера медицины.

    • Первый показ общественности этой разработки был проведен в рамках государственных испытаний в феврале 2002 года. Это пример создания на базе "СКИФ"-а прикладной системы. В системе была решена задача совместимости суперкомпьютера и медицинской аппаратуры. Это позволило в режиме реального времени анализировать состояние больных, определять точный диагноз и оптимальный путь лечения. Кардиологическая установка всегда сильно привлекала к себе внимание всех специалистов, поскольку на ней наиболее ярко проявлялись особенности Программы "СКИФ", а именно ориентированность на законченные прикладные системы. На обывательском уровне АПКК это уже не суперкомпьютер, а "черный ящик", который выполняет функции кардиологического комплекса. В АППК используется оригинальная методика диагностики кардиологических заболеваний, разработанная белорусскими коллегами (ОИПИ НАН совместно с Республиканским кардиологическим центром Беларуси). Эта методика защищена патентами. Она основана на том, что снимается  и обрабатывается ряд видеоизображений капилляров на сетчатке глаза обследуемого. На такую съемку по физиологическим ограничениям отводится очень малое время, потому что глаз начинает слезиться. Кроме того, жесткое ограничение времени на обследование  и постановку диагноза определяется еще и тем, что кардиологический комплекс предполагается использовать во время массовых профилактических осмотров населения.

    Метеорологическая сфера

    • IBM строит в Европе метеорологический суперкомпьютерВторник, 25 декабря, 2001 г. - 08:20 WASTВ Европейском центре среднесрочных метеопрогнозов, находящемся в Великобритании, будет установлен суперкомпьютер компании IBM - Blue Storm. Строительство системы планируется завершить за два года; ее вычислительная мощь будет впятеро большей, чем мощь всех нынешних компьютеров Центра, вместе взятых.    Основу Blue Storm составят серверы IBM eServer p690; система займет в общей сложности около 50 серверных стоек. К 2004 году пиковую вычислительную мощь суперкомпьютера планируется увеличить примерно втрое, не наращивая площади, занимаемой оборудованием.    Суперкомпьютер будет работать под управлением AIX. Первоначально Blue Storm будет содержать 1000 процессоров Power4; общая емкость накопителей составит 1,5 петабайт, вычислительная мощь - свыше 20 трлн. операций в секунду. Система будет весить 130 тонн, а по мощи будет в 1700 раз превосходить шахматный суперкомпьютер Deep Blue.

    Шахматная сфера.

    • Проект IBM Deep Blue открылся в 1989 году.
    • Примерно в 1993 компьютер доказал свое превосходство над большинством сильнейших игроков в быстрых шахматах, в блице. Компания Intel в 1994 году провела Intel World Chess Express Challenge. В нем, помимо живых гроссмейстеров, участвовала программа Fritz на весьма неплохом "железе" -  рабочей станции Olivetti с процессором Intel Pentium 90 МГц.
    • Обыграв нескольких гроссмейстеров, в том числе, индийского гения Вишванатана Ананда, машина поделила с Каспаровым первое место. Тут же был проведен дополнительный поединок для выявления единоличного победителя, и в нем Каспаров выиграл со счетом 4-1.
    • В конечном итоге, к 1996 году - к первому матчу с Каспаровым - Deep Blue представлял собой суперкомпьютер RS/6000, состоящий из 32 нодов, по 6 процессоров на нод. Система была способна обрабатывать (читай: оценивать) до 100 млн. шахматных позиций в секунду. Работало все это чудо под управлением операционной системы AIX UNIX.
    • Проиграв первую партию, Каспаров выиграл вторую, затем сделал две ничьих и выиграл последние две партии. Итоговый результат: победа человека со счетом 4-2.
    • . Уже через год состоялся матч-реванш, победу в котором со счетом 3,5 на 2,5 одержала машина.

    TOP-500.

    • Российский суперкомпьютер — 56-й в мире текст: Анатолий Ализар В последнем рейтинге мощнейших компьютеров мира — сразу три российских суперкомпьютера. Причем один из них на 56-м месте. И то, и другое — рекордные достижения отечественных инженеров. Вчера был опубликован свежий рейтинг Топ500, который содержит список самых мощных суперкомпьютеров на планете. Рейтинг составляется два раза в год, начиная с 1993 г., с тех пор это уже 25-й выпуск. Ни разу за всю историю российские суперкомпьютеры не занимали таких высоких мест в рейтинге, и никогда их не было так много. В этом году в Топ500 вошли сразу три российские машины, которые заняли 56, 405 и 474 места. 56. Кластер MVS-15000BM. Модель системы JS20 Cluster производства IBM, в кластере 924 процессора PowerPC970 по 2,2 ГГц. Пиковая производительность — 8131,2 Гфлопс. 405. Кластер CP6000. Модель системы Integrity rx2600 Itanium2 Cluster производства HP, в кластере 256 процессоров Intel Itanium 2 по 1,5 ГГц. Пиковая производительность — 1536 Гфлопс. 474.Кластер SuperDome 875 МГц. Модель системы SuperDome HyperPlex производства HP (Convex), в кластере 608 процессоров HP по 875 МГц. Пиковая производительность — 2128 Гфлопс.
    • Впрочем, России еще очень далеко до мировых лидеров в области построения мощнейших вычислительных кластеров. Например, у Великобритании — 32 представителя в Топ500, у Германии — 40, а у США и вовсе 277, так что нам есть куда стремиться. Для сравнения, самый мощный в мире суперкомпьютер BlueGene имеет 65 536 процессоров и пиковую производительность, равную 183 500 Гфлопс, то есть в двадцать два раза больше, чем у российского рекордсмена.


    написать администратору сайта