Tidak semua orang faham mengapa kita memerlukan beberapa komputer super mahal. Mungkin itu pamer dan pembaziran wang? Mari cuba mengetahuinya …
Penarafan Top-500 baru dari superkomputer paling berkuasa di dunia telah diterbitkan. Kali ini kereta Amerika mengambil tempat pertama, mendorong "rakan sekerja" orang Cina. IBM telah melancarkan komputer super yang paling berkuasa, Summit, yang ditugaskan oleh Makmal Nasional Oak Ridge Jabatan Tenaga AS. Prestasi sistemnya dianggarkan 200 petaflops (200 quadrillion operasi sesaat). Semasa China dan Amerika Syarikat berjuang untuk "pingat", kereta Rusia …
… berpuas hati dengan hanya tempat di sepuluh kelapan. Ilya Plekhanov bercakap mengenai perlumbaan pengkomputeran dan kemungkinan baru negara terbesar di dunia dengan mesin berkuasa mereka.
Setelah ujian Linpack standard, yang menangkap prestasi operasi superkomputer, petunjuk sebenar Summit Amerika adalah 122.3 petaflops, sementara prestasi bekas juara, Sunway TaihuLight China, adalah 93 petaflops. Oleh itu, Amerika Syarikat memperoleh semula kekuatan superkomputer yang paling produktif, yang hilang dari China pada tahun 2013.
Sidang Kemuncak Pemproses.
Sidang Kemuncak Amerika yang baru terdiri daripada 4,608 pelayan IBM AC922 dwi-pemproses yang dikuasakan oleh pemproses IBM Power9 22-teras, masing-masing dikuasakan oleh 6 GPU NVIDIA Tesla V100. Sambungan dalaman menggunakan rangkaian Mellanox dual-rail EDR InfiniBand dengan lebar jalur 200 Gbps per pelayan. Superkomputer berjalan pada sistem operasi Red Hat Enterprise Linux 7.4. MIT Technology Review melaporkan bahawa Summit lebih berat daripada pesawat penumpang dan menempati 2 gelanggang tenis.
Bahkan sebelum penyelesaian akhir sistem, para penyelidik melakukan pengiraan terhadap genom, di mana mereka mencatatkan prestasi Summit sebanyak 1.88 exaflops. Ini adalah pertama kalinya dalam sejarah bahawa penghalang 1 exaflops dipecahkan, menurut Thomas Zachariah, pengarah Makmal Nasional Oak Ridge. Pada musim sejuk, China mengancam akan melancarkan komputer dengan prestasi 1 exaflops pada akhir tahun ini, iaitu, satu perempat (10 hingga 18 kuasa) operasi sesaat, sementara AS sebelumnya memperuntukkan $ 258 juta untuk membuat komputer super dengan prestasi lebih dari 1 exaflops pada tahun 2021. Pembangunan, seperti yang diumumkan pada tahun 2017, dilakukan oleh enam syarikat Amerika - Hewlett-Packard, IBM, Intel, NVIDIA, Cray dan AMD.
Bunyi larian superkomputer:
Video promosi:
Lambang kekuatan negara
Kemunculan superkomputer lain adalah sejenis tonggak berprestij dan petunjuk mengenai apa yang dapat dilakukan oleh negara, apakah ia mempunyai sumber daya dan kemahiran, anggaran dari ratusan juta dolar hingga lebih satu bilion untuk mewujudkan superkomputer, adakah kapasiti tenaga untuk bekalan kuasa, penyelesaian kejuruteraan untuk penyingkiran haba, adakah mereka mempunyai pemproses sendiri, kakitangan yang berkelayakan dan sebagainya. Setiausaha Tenaga AS Rick Perry mengulas mengenai kemunculan Summit:
Ini adalah isu keselamatan negara yang boleh dianggap kuncinya, kerana Amerika Syarikat sekurang-kurangnya prihatin dengan niat China untuk menjadi pemimpin dalam bidang perisikan buatan. Bagaimanapun, ini bermaksud penggunaan AI dalam bidang ketenteraan.
Chinese Sunway TaihuLight, yang berada di tempat kedua, merupakan kejayaan bagi China dalam mewujudkan pengkomputeran dan elemen asasnya sendiri. Pemproses Sunway TaihuLight berdasarkan seni bina ShenWei tempatan yang dibangunkan oleh Pusat Reka Bentuk IC Prestasi Tinggi Negeri Shanghai. Sistem interkoneksi antara pemproses antara nod, yang dikenali sebagai Sunway Network, juga dikembangkan di China. Di samping itu, Sunway TaihuLight mempunyai pelaksanaan sendiri perisian standard pengaturcaraan selari, sistem operasi SunWay Raise OS 2.0.5 yang berasaskan Linux. Maksudnya, China dapat mengatasi ketergantungannya pada unsur-unsur Amerika dan sekatan yang dikenakan terhadap pembekalan produk berteknologi tinggi sejak 2015.
Sunway TaihuLight.
Di Rusia, pada tahun 2009, komputer super Lomonosov dipasang di Moscow State University, yang mengandungi 6 654 node pengkomputeran, lebih dari 94 000 teras pemproses, dan mempunyai prestasi puncak 1.37 Pflops. Prestasi sebenar sistem pada ujian Linpack adalah 674 teraflops, yang membolehkannya menduduki tempat ke-13 dalam senarai Top500 komputer paling produktif di dunia pada bulan Jun 2011.
Pada bulan Mac 2018, Moscow State University mengumumkan bahawa pembangunan telah selesai dan operasi percubaan telah dimulakan pada bahagian baru komputer super Lomonosov-2 dengan prestasi puncak 1.8 Pflops, yang pada masa akan datang akan memungkinkannya mendekati batas 5 Pflops. Bahagian superkomputer baru didasarkan pada pemproses multi-teras Intel Skylake dan GPU NVidia Pascal P100 dengan sokongan perkakasan untuk antara muka NVLink berkelajuan tinggi.
"Lomonosov".
Pada bulan Mac, pekerja Institut Bersama Penyelidikan Nuklear di Dubna, Wilayah Moscow, mempersembahkan superkomputer Govorun baru, yang akan digunakan untuk memproses data dari collider ion berat NICA yang akan datang. Persembahan Govorun adalah 1 petaflops. Komputer super ini berdasarkan pemproses Intel Xeon Phi 7290 dan Intel Xeon Gold 6154 72-teras.
Superkomputer muncul di Rusia, tetapi tidak dengan prestasi yang termasuk dalam penilaian Top500. Pada bulan Januari tahun ini, Igor Chernykh, yang ketika itu bertindak sebagai ketua Pusat Penggunaan Kolektif "Pusat Superkomputer Siberia" ICM & MG SB RAS, berkata:
Menurut Oleg Gorbachev, pengarah komunikasi korporat kumpulan syarikat RSK, keadaan dapat diperbaiki oleh program nasional:
Tugas superkomputer
Komputer super diperlukan untuk bekerja dengan sejumlah besar data dan pemboleh ubah - dengan maklumat diukur dalam exabytes (10 hingga ke-18 byte), dan dalam yottabyte (10 hingga ke-24 byte daya). Dan ini bukan hanya mengenai kelantangan, tetapi juga mengenai kelajuan. Sebagai contoh, pengiraan keadaan meteorologi akan menjadi tidak bermakna jika memerlukan waktu lebih lama daripada permulaan fenomena cuaca tertentu.
"Pembicara".
Persoalan lain adalah bahawa kesukaran tidak timbul dengan jumlah operasi sesaat, tetapi dengan penjelasan algoritma yang memerlukan kelajuan dan sebilangan pemproses. Maksudnya, kemampuan teknikal semakin meningkat, tetapi mereka juga memerlukan model matematik, pengisian perisian - pemahaman tentang bagaimana dan apa yang harus dikira.
Doktor Sains Fizikal dan Matematik, Ketua Penyelidik di Institut Matematik Gunaan M. V. Keldysh Andrey Kuleshov menerangkan apa spesifiknya penggunaan teknologi komputer super:
Oleh itu, saintis Rusia percaya bahawa ketinggalan Rusia di belakang Amerika Syarikat dan China di petaflops tidak begitu mengerikan. Kunci penggunaan mesin yang cekap adalah tahap matematik yang tinggi dan kelas pakar perisian di Rusia.
Apa yang mereka buat sekarang
Sebagai contoh, komputer super Sepanyol MareNostrum (sebagai orang kafir Rom kuno yang disebut Laut Mediterranean) terletak di tempat bekas kapel Kristian Torre Girona dan digunakan untuk perhitungan kejuruteraan genetik, ahli astrofizik, dalam penciptaan ubat baru dan dalam ramalan cuaca.
Tetapi tidak semuanya hanya tertumpu pada penyelidikan ilmiah berskala besar. Perniagaan juga aktif menggunakan superkomputer. Sebagai contoh, Ford menggunakan kereta yang kuat dalam ujian kemalangan, di mana kereta merempuh halangan dan banyak parameter mesti difilemkan, diukur dan dianalisis. Menggunakan komputer super dapat mengurangkan jumlah kereta sebenar yang rosak dan menguji kos sebanyak satu pertiga, menjimatkan berjuta-juta dolar.
Menggunakan komputer super, DuPont telah mensintesis bahan baru yang tidak mudah terbakar, tahan kakisan dan beracun rendah. Dalam satu minggu, pengiraan yang diperlukan dilakukan pada komputer super, dengan jumlah keseluruhan mereka menghabiskan sekitar $ 5 ribu. Kajian "cara lama" akan menelan belanja sekurang-kurangnya $ 50 ribu dan tiga bulan bekerja.
Simulasi ujian kemalangan oleh komputer super dengan mengambil kira kerosakan semua elemen kereta.
Sejak tahun 1990, rakan kongsi kejohanan Wimbledon dalam bidang teknologi adalah syarikat Amerika IBM, yang menyediakan penganjur kejuaraan dengan komputer super Watson. Dengan bantuannya, rangkaian sosial dianalisis untuk mengenal pasti suasana positif dan negatif peminat, memberikan komentator data perbandingan dari arkib, dan mengautomasikan pemasaran dan PR di Internet.
Syarikat Perancis Total dalam penerokaan minyak menggunakan komputer super untuk menganalisis maklumat mengenai tanah bawah tanah. Pemodelan membolehkan anda tidak menggunakan penggerudian apabila terdapat keraguan mengenai kehadiran minyak. Dalam satu kes seperti itu, meninggalkan pengeboran menyelamatkan syarikat sekitar $ 80 juta.
Bagi komputer super Amerika yang baru, beberapa projek akan dapat mengaksesnya tahun ini untuk memodelkan tingkah laku subatomik bahan, mengenal pasti faktor penyebab kanser, dan mengkaji interaksi protein dan sistem selular. Pelanggan utama pada tahun 2019 adalah Jabatan Tenaga, yang menggunakannya untuk pengkomputeran tenaga alternatifnya. Summit juga akan digunakan dalam aplikasi kecerdasan buatan pada tahun 2019.
Dengan bantuan komputer super Rusia, kumpulan Fakulti Mekanik dan Matematik Universiti Negeri Moscow dan Institut Matematik Terapan dari Akademi Sains Rusia memperoleh hasil pemodelan berangka pembentukan dan pengembangan pusaran tip dalam mod supersonik, data seismik diproses, untuk keperluan RSC Energia, pengiraan aliran di sekitar kapal angkasa semasa pendaratan di atmosfera dilakukan di permukaan bumi dan pendaratan di atmosfera dilakukan di permukaan udara dan pendaratan di atmosfera dilakukan di permukaan tanah di permukaan udara Bumi. Lomonosov juga menyelesaikan masalah pemindahan jisim dan haba untuk reaktor nuklear yang menjanjikan. Pada bulan April, saintis dari Fakulti Fizik Universiti Negeri Moscow menyiasat pelbagai jenis reaksi pempolimeran menggunakan simulasi komputer pada komputer super Lomonosov-2.
Kedai pemasangan RSC Energia.
Pada musim bunga tahun ini, diketahui bahawa Rosatom dan Roscosmos mula menguji enjin untuk roket super berat Rusia baru dalam realiti maya sebagai sebahagian daripada simulasi komputer super. Projek ini bermula pada tahun 2014 dan menelan belanja hampir 270 juta rubel. Pada 30 Januari 2018, ditandatangani tindakan penerimaan karya mengenai pengembangan perisian untuk ujian maya.
Apa yang boleh di masa hadapan
Terdapat banyak pilihan. Superkomputer dapat digunakan untuk meningkatkan ketepatan ramalan meteorologi, diagnosis, untuk mengenal pasti hubungan antara gen dan barah, untuk mensimulasikan pergolakan, proses pembakaran, untuk mengembangkan bahan baru, ubat baru, untuk mensimulasikan operasi teknologi baru, untuk mengira ubah bentuk pepejal dengan mengambil kira proses pemusnahan mengawal drone, mensimulasikan penggunaan senjata moden, untuk menganalisis data dari satelit dan drone, kriptografi, mensimulasikan kesan radiasi elektromagnetik pada bahan komposit (khususnya, pada pelapis pesawat), mensimulasikan fungsi otak, dan sebagainya
Superkomputer juga akan terlibat dalam profil keperibadian dan pelaksanaan sistem pengenalan wajah, pemantauan aktiviti dan penilaian sosial di China. Menurut beberapa ramalan, superkomputer akan dapat mensimulasikan secara tepat keseluruhan sistem cuaca Bumi setelah mereka mencapai prestasi melebihi 1 zetaflops (1000 exaflops). Kemunculan mesin sedemikian dijangka menjelang 2030.
Sistem penjejakan di Guiyang, China.
Yang mempunyai akses
Bukan hanya prestasi komputer super terbaik yang penting, tetapi juga jumlah mesin di negara ini dan ketersediaannya. Semakin banyak pusat data, semakin banyak organisasi dan institusi dapat mengaksesnya, semakin banyak tugas dapat diselesaikan.
Di Rusia, kemampuan satu kompleks komputer super Universiti Moscow kini digunakan oleh 2,500 pakar dari 20 bahagian Universiti Negeri Moscow, lebih daripada 100 institusi Akademi Sains Rusia, dan lebih daripada 100 universiti di Rusia.
Menurut projek Top500, negara dengan jumlah komputer super berkuasa terbesar pada bulan Jun tahun ini adalah China: ia memiliki 206 superkomputer dari peringkat (enam bulan lalu terdapat 201 sistem). Pada masa yang sama, Amerika Syarikat mengurangkan bahagiannya dalam penilaian dari 143 sistem menjadi 124. Tetapi dapat diperhatikan bahawa dari segi prestasi agregat semua sistem di negara ini, Amerika Syarikat mengatasi China kali ini. Jumlah produktiviti Amerika adalah 38.2% daripada jumlah produktiviti Top500, sementara China adalah 29.1%.
Rata-rata peningkatan kuasa superkomputer di dunia.
Jepun (36 sistem), Great Britain (22 sistem), Jerman (21 sistem), Perancis (18 sistem) berada di belakang China dan Amerika Syarikat dari segi jumlah superkomputer.
Rusia mempunyai empat superkomputer dalam ranking - satu yang lebih tinggi daripada senarai sebelumnya enam bulan lalu. Lomonosov-2 menduduki tempat ke-72, komputer di Roshydromet - 172, Lomonosov - kedudukan ke-326, superkomputer di Institut Kurchatov - kedudukan ke-458.
Apa yang akan datang?
Dan kemudian negara maju akan berusaha mengatasi batasan fizikal superkomputer yang ada. Syarikat-syarikat akan memberi tumpuan untuk mencipta teknologi seperti silikon fotonik, pengkomputeran neuromorfik dan kuantum, biokomputer dan komputer selular. Sebagai contoh, pada tahun 2014, IBM melancarkan program penyelidikan di bidang pertama dengan jumlah dana sebanyak $ 3 bilion.
Percepatan pengembangan bahan dan teknologi baru dengan bantuan superkomputer dalam pelbagai arah akhirnya dapat memberikan dorongan raksasa kumulatif kepada pembangunan negara dan pemisahan teknologi mereka dari pesaing. Pertumbuhan produktiviti komputer yang pesat bahkan disebut sebagai revolusi dalam pengembangan peradaban.
Ilya Plekhanov
