როგორ ქმნიან სუპერკომპიუტერები კაცობრიობის მომავალს

გამჟღავნება: თქვენი მხარდაჭერა ხელს უწყობს საიტის მუშაობას! ჩვენ ვიღებთ რეფერალის გადასახადს ზოგიერთი სერვისის შესახებ, რომელსაც გირჩევთ ამ გვერდზე.


სუპერკომპიუტერები ქმნიან კაცობრიობის მომავალს

კაცობრიობამ გრძელი გზა გაიარა. ჩვენი სამყარო დღეს სავსეა ტექნოლოგიით და საოცრებებით, რომლებიც ვფიქრობდით, არც თუ ისე დიდი ხნის წინ სამეცნიერო ფანტასტიკის სფერო იყო.

ჩვენი ტექნოლოგიური განვითარება ექსპონენციალურია. სულ რამდენიმე ასეული წლის წინათ დავიწყეთ ელექტროენერგიის შესაძლებლობების კვლევა და ის არ გავრცელებულა ოჯახებში მე -20 საუკუნის დასაწყისში. რამდენიმე ათეული წლის შემდეგ, ჩვენ ასტრონავტები გავაგზავნეთ მთვარეზე.

მიუხედავად ყველა მიღწეული პროგრესიდან, ჩვენ ჯერ კიდევ გვაქვს სერიოზული საკითხები, რომელთა მოგვარებაც ვერ მოხერხდა: მსოფლიოს შიმშილი, ყველასთვის სუფთა წყლის ნაკლებობა, დაავადებები, როგორიცაა კიბო და ბუნებრივი კატასტროფები, რომლებიც სიცოცხლეს იძენს და ანადგურებს საკვებს. მარაგი.

ჩვენ ვუახლოვდებით პერიოდს, როდესაც ტექნოლოგიამ შეძლოს ამ პრობლემების მოგვარებაში, სუპერკომპიუტერების გამოყენებით.

სუპერკომპიუტერები არიან მასიურად ძლიერი და წარმოუდგენლად ძვირი კომპიუტერი. ისინი იყენებენ ენერგიის დიდ რაოდენობას, იკავებენ უზარმაზარ ადგილს და ყოველ წუთს საჭიროებენ ათასობით გალონს წყალს, რომ დაარეგულირონ თავიანთი ტემპერატურა. სუპერკომპიუტერი, როგორც წესი, შექმნილია ერთი მიზნით, და ხშირად მოითხოვს სპეციალურ პერსონალურად მორგებულ პროგრამას, რათა შეასრულოს თავისი სამუშაო.

სუპერკომპიუტერები უკვე დიდი ხანია არსებობს. პირველი სუპერკომპიუტერი, CDC 6600, შეიქმნა 1964 წელს და გამოყენებულ იქნა ცერნში ჩატარებულ სხვადასხვა ექსპერიმენტებზე, რომელიც ჩატარდა CERN– ში (ბირთვული კვლევების ევროპული ორგანიზაცია). CDC 6600 იყო მსოფლიოში ყველაზე სწრაფი კომპიუტერი 1964 წლიდან 1969 წლამდე.

ამ დროიდან სუპერკომპიუტერები იყენებენ ისეთ ნივთებს, როგორიცაა ამინდის პროგნოზი, კლიმატის კვლევა, ნავთობისა და გაზის შესწავლა, მოლეკულური მოდელირება, კრიპტოანალიზი და ა.შ..

უახლოეს მომავალში, ისინი შეიძლება მუშაობდნენ, რომ გადალახონ ის ერთი შეხედვით გადაუჭრელი პრობლემები: მდგრადი სისტემების განვითარებას, როგორიცაა სხვადასხვა წყაროდან სასმელი წყლის მოპოვება, ხელს შეუწყობს ამინდის უფრო ზუსტად პროგნოზირებას, ასე რომ, ჩვენ შეგვიძლია გადავარჩინოთ სიცოცხლე და გავაუმჯობესოთ ჩვენი სოფლის მეურნეობა, რომ უფრო მეტი საკვები გავზარდოთ და ინდივიდუალური სამედიცინო მკურნალობის შემუშავებაც კი.

რა არის სუპერკომპიუტერები, როგორ მუშაობენ ისინი და როგორ შეცვლის ისინი ჩვენს მომავალს? გაეცანით ქვემოთ მოცემულ გრაფიკას.

სუპერკომპიუტერები

როგორ ქმნიან სუპერკომპიუტერები კაცობრიობის მომავალს

წარმოიდგინეთ ამინდის პროგნოზირება, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გადაარჩინოთ სიცოცხლე ფლეშ წყალდიდობისგან, ან დნმ-ის და მცირე გენეტიკური განსხვავებების მიხედვით, მედიკამენტების შესწორება, ბავშვის სიცოცხლის გადასარჩენად ეს არის რამდენიმე რთული საკითხი, რომელზეც მეცნიერები თანამედროვე სუპერკომპიუტერების დახმარებით იწყებენ პრობლემების მოგვარებას.

სუპერკომპიუტერის მახასიათებლები

  • ძლიერი
    • ინტენსიურად დატვირთეთ რამდენიმე პროგრამა
    • სიმძლავრე იზომება მასიურად
      • FLOPS – FLOATING წერტილების ოპერაციები წამში
      • ტერაფლოპები
        • ერთი ტრილიონი ოპერაცია ყოველ წამში
        • 10-დან მე -12 ძალა (1012)
          • 1,000,000,000,000
      • პეტაფლოპები
        • ერთი კვადრილის გამოთვლა ყოველ წამში
        • 10-დან მე -15 ძალამდე (1015)
          • დაახლოებით 200,000 ჯერ უფრო სწრაფად, ვიდრე სტანდარტული პერსონალური კომპიუტერი
      • ეგზისტალურობა
        • 1000 ჯერ უფრო სწრაფად ვიდრე petaflop
  • ძვირი
    • ასობით მილიონი დოლარი
    • Jaguar, მე –3 ყველაზე სწრაფი სუპერკომპიუტერი
      • 104 მილიონი დოლარი ინსტალაციისთვის
      • ყოველწლიურად $ 1 მილიონი გასაშვებად
      • 10 მილიონი აშშ დოლარის წლიური ღირებულება ტექნიკოსებისთვის
  • აშენდა კონკრეტული პროგრამებისთვის
    • ანიმაციური გრაფიკა
    • მათემატიკური მონაცემების მასიური გამოთვლები
    • ბირთვული კვლევა
    • დედამიწის კლიმატის ზოგადი ტირაჟის მოდელები
  • შეიქმნა ათობით ათასი კომპიუტერული კვანძი
    • პროცესორები
      • ცენტრალური გადამამუშავებელი ერთეული
      • ტვინის ენერგია კომპიუტერისთვის
      • ზოგადად პერსონალურ კომპიუტერებს აქვთ ერთი პროცესორი
    • ჯიპიუსები
      • გრაფიკული დამუშავების განყოფილებები
      • ყველაზე ხშირად მიმართავენ 3D გრაფიკას
  • ყველაზე მეტად კონტროლდება Linux პროგრამით
    • ღია წყარო ოპერაციული სისტემა
    • მსოფლიოში მუშაობს 500 საუკეთესო სუპერკომპიუტერიდან 485
  • წყალი გაცივდა
    • ამცირებს ენერგიის მოხმარებას ცხელი პროცესორიდან
    • გამაგრილებელი სისტემები უფრო სწრაფად მუშაობს

სუპერკომპიუტერის ევოლუცია

  • CDC 6600 – პირველი სუპერკომპიუტერი
    • გამოსცა: 1964
    • სიჩქარე: 3 მეგაფლოპი
      • 10x სწრაფად, ვიდრე ნებისმიერ სხვა კომპიუტერში
    • პირველი წარმატებული სუპერკომპიუტერი
      • აშენდა კონტროლის მონაცემთა კორპორაციის მიერ
        • შექმნილია სეიმურ კრეის მიერ, რომელიც აპირებს Cray Research- ს მოძიებას
      • ერთი CPU
        • 40 მჰც
      • 8 მილიონი დოლარი ღირდა, გაიყიდა 60 მილიონი დოლარად
  • Cray 2
    • გამოსცა: 1985 წ
    • სიჩქარე: 1.9 გიგაფლოპები
      • ორჯერ უფრო სწრაფად, როგორც წინა Cray X-MP
    • მსოფლიოში ყველაზე სწრაფი კომპიუტერი
      • დარჩა უსწრაფესი 5 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში
      • ჰქონდა 8 CPU
      • ისეთივე სწრაფი იყო, როგორც iPad 2 – გამოვიდა 2011 წელს
  • Hitachi SR2201
    • გამოსვლის თარიღი: 1996 წ
    • სიჩქარე: 600 გიგაფლოპი
    • ერთ-ერთი ყველაზე ადრე მასიურად პარალელური სუპერკომპიუტერი
      • 2048 CPU
  • NEC დედამიწის სიმულატორი
    • გამოსცა: 2002 წ
    • სიჩქარე: 35 ტერაფლოპი
    • შეიქმნა იაპონიის მთავრობის ”დედამიწის სიმულატორის პროექტი”
      • 900 მილიონი დოლარი დაჯდა
      • შემუშავებულია:
        • იაპონიის კოსმოსური კოსმოსური სააგენტო
        • იაპონიის ატომური ენერგიის კვლევის ინსტიტუტი
        • იაპონიის საზღვაო მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ცენტრი
      • აშენებულია კლიმატის მოდელების გასაშვებად
  • IBM Blue Gene / L
    • გამოსვლის თარიღი: 2007 წ
    • სიჩქარე: 600 ტერაფლოპი
    • IBM- ის Blue Gene პროექტის ნაწილი
      • 1999 წელს დაიწყო მასიური პარალელური კომპიუტერის შექმნის მიზნით
        • 100 მილიონი დოლარის დაფინანსება
        • თავდაპირველად 5 წლიანი პროგრამა
      • Blue Gene / L იყო სწრაფი კომპიუტერი მსოფლიოში 3 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში
  • IBM Roadrunner
    • გამოსვლის თარიღი: 2009 წ
    • 130 მილიონი დოლარი დაჯდა
    • შეიქმნა აშშ-DOE- ს ბირთვული უსაფრთხოების ეროვნული ადმინისტრაციისთვის
      • პირველი ჰიბრიდული სუპერკომპიუტერი
        • გამოყენებული სხვადასხვა CPU:
          • ორმაგი ბირთვიანი Opteron
          • PowerXCell 8i
        • პროგრამული უზრუნველყოფა განსაკუთრებით უნდა დაიწეროს
      • პირველი მიღწევა ერთ petaflop

დღევანდელი სუპერკომპიუტერული გარემო

  • სუპერკომპიუტერების სამყარო მუდმივად იცვლება
  • TOP500 გთავაზობთ ყველაზე ძლიერი სუპერკომპიუტერების ჩამონათვალს
    • კომპიუტერები შეფასებულია ტოპ500 პროექტის მიერ განტოლების სიმრავლის გადაჭრის უნარით.
    • ქვეყნები, რომელთაც აქვთ ყველაზე სუპერკომპიუტერი
      • შეერთებული შტატები: 233
      • ჩინეთი: 76
      • იაპონია: 30
    • ყველაზე სწრაფი სუპერკომპიუტერი 2015 წლის ივნისის მდგომარეობით
      • Tianhe-2 სუპერკომპიუტერი
        • გამოსვლის თარიღი: 2013 წ
        • სიჩქარე: 34 petaflops
          • თითქმის ორჯერ უფრო სწრაფი, ვიდრე მეორე სწრაფი კომპიუტერი, Cray Titan
        • შემუშავებულია ჩინეთის Guangzhou, თავდაცვის ტექნოლოგიის ეროვნული უნივერსიტეტის მიერ

მალე მოვა: მსოფლიოში ყველაზე სუპერ სუპერკომპიუტერი

  • იაპონური Fujitsu Exascale
  • პროექტი სახელწოდებით FLAGSHIP 2020
    • ნიშნავს, რომ იყოს მსოფლიოში სუპერკომპიუტერი
  • იგეგმება ექსპლუატაციის ჩატარება 2021 წლის აპრილამდე
  • მახასიათებლები
    • მრავალ ბირთვიანი არქიტექტურა
      • ზოგადი დანიშნულების პროცესორები
      • ქსელის ინტერფეისი CPU ჩიპებში
      • მრავალგანზომილებიანი ტორუსის ქსელის ტოპოლოგია
        • ერთეულების დამაკავშირებელი საშუალება ერთეულებს შორის მძლავრი და სწრაფი გამოთვლითი კავშირის შესაქმნელად
    • 1,000 petaflops (1 ექსტრაპლოპი)
      • 1 კვინტლილი გამოთვლა ყოველ წამში (1 მოსდევს 18 ნული)
      • 30x უფრო სწრაფად, ვიდრე დღევანდელი სუპერკომპიუტერები
  • როგორ შეიძლება ეს დაეხმაროს მსოფლიოს გადარჩენას:
    • მიწისძვრის და ცუნამის პროგნოზები
    • კლიმატის გლობალური მოდელირება
    • უსაფრთხო მანქანების და უკეთესი ბატარეების შემუშავება
    • უკეთესია ნარკომანიის კვლევა
    • ახალი მაღალი ხარისხის მასალების კვლევა
    • ასტრონომიული კვლევა გალაქტიკური გაძლიერებული სიმულაციებით

სუპერკომპიუტერული განვითარებული სასმელი წყალი

  • გლობალური წყლის კრიზისი
    • მსოფლიოს წყლის 98% არის დაუოკებელი მარილი
    • მზარდი მოსახლეობა წყვეტს მტკნარი წყლის წყაროებს
      • მსოფლიოს მოსახლეობის 15% -ს, 1,1 მილიარდს, არ აქვს რეგულარული წვდომა სასმელ წყალზე
    • კლიმატის ნიმუშების ცვლილებები, რომლებიც დაკავშირებულია გლობალურ დათბობასთან, იწვევს გრაფიკებსა და წყალდიდობას, რის გამოც წყლის რესურსების გადაადგილებაა
      • მსოფლიოს მოთხოვნა წყალზე სავარაუდოდ 40% -ით მეტია, ვიდრე გლობალური მიწოდება 2030 წლისთვის
    • შედეგი: სულ უფრო მეტ ადამიანს არ აქვს სასმელი წყალი და ეს მხოლოდ გაუარესდება
  • ამჟამად Shinshu University– ის მეცნიერთა გუნდი აწარმოებს ფილტრაციის სიმულაციებს იაპონიის Fujitsu– ს სუპერკომპიუტერის გამოყენებით
    • ისინი აწარმოებენ წყლის განცალკევების მემბრანების მოდელებს, რომლებიც იყენებენ ნანო-ნახშირბადს, რათა დაუოკებელი წყალი უსაფრთხო სასმელ წყალში გადააქციონ
      • ზღვის წყალი და ნავთობიდან დაბინძურებული წყალიც კი შეიძლება გამოსაყენებელი გახდეს
    • Fujitsu სუპერკომპიუტერი აანალიზებს წყლის მოპოვების სისტემებს
    • ისინი ასრულებენ სიმულაციებს – პირველად შეისწავლეს წყალი მოლეკულურ დონეზე
    • ისინი იკვლევენ მემბრანებს, რომლებიც წყლის შემცველია, მაგრამ ასევე სითბოს და ქიმიური გამძლეობით
  • ეს შეიძლება დაეხმაროს მსოფლიოს გადარჩენას:
    • სხვადასხვა წყაროდან გამოსადეგი წყლის მოპოვების მდგრადი მეთოდების შემუშავება
    • მსოფლიოს მილიონობით ადამიანისთვის უსაფრთხო წყლის მიწოდება
      • დაბინძურებული წყლიდან დაღუპული ბავშვების რაოდენობის შემცირება
        • ამჟამად 2 მილიონზე მეტია

უკეთესი ამინდის პროგნოზირება

  • ამინდის პროგნოზირება გაცილებით მნიშვნელოვანია, ვიდრე დაგჭირდებათ თუ არა დაგჭირდებათ ქოლგა მეორე დღეს
    • ეს კრიტიკულია სოფლის მეურნეობაში მოკლევადიანი და გრძელვადიანი დაგეგმვისთვის
    • ეს გადაარჩენს ცხოვრებას ძლიერი ამინდის გაფრთხილების გათვალისწინებით
    • ეს კი გამოიყენება ომში
      • ამინდის პროგნოზით გათვალისწინებული, D- დღე 24 საათით გადაიდო
  • ამინდის პროგნოზირებისთვის აშშ – ს შეხვედრის ოფისი იყენებს Cray XC40 სუპერკომპიუტერს
    • დიდი ბრიტანეთის მთავრობა ინვესტიციას 150 მილიონი აშშ დოლარი (million 97 მილიონი))
    • Exeter- ში, Devon- ში, 2015 წლის სექტემბერი მუშაობს
      • სრული შესაძლებლობების მისაღწევად 2017 წელს
    • 13x უფრო სწრაფია ვიდრე წინა პროგნოზირების სისტემა
      • 480,000 CPU ბირთვი
        • 30,000 ინდივიდუალური CPU
      • დამუშავება 16 petaflops
        • 16 კვადრიონის გამოთვლა წამში
      • შენახვის მოცულობა 17 petabytes
        • 17 მილიონი გიგაბაიტი
      • იწონის 140 ტონა
    • გაუმჯობესებული სამუშაო
      • უფრო სწრაფი პროგნოზები: ყოველ საათში სამი საათის ნაცვლად
      • უფრო დეტალური მოდელების გაშვება შესაძლებელია ისეთი მგრძნობიარე ტერიტორიებისთვის, როგორიცაა აეროპორტები
      • გაუმჯობესებული კლიმატის პროგნოზები
  • ეს შეიძლება დაეხმაროს მსოფლიოს გადარჩენას:
    • წყალდიდობის უკეთესი გაფრთხილებების უზრუნველყოფა
    • საჰაერო მოგზაურობის შეფერხებების შემცირება
    • კლიმატის ცვლილების უკეთ დაგეგმვის მიზნით
      • 3 მილიარდ დოლარზე მეტი დოლარის დაზოგვაა მოსალოდნელი მხოლოდ აშშ – ში

გენომი სამედიცინო კვლევა

  • გენომი ტესტირება მედიცინის უაღრესად მნიშვნელოვანი ნაწილია
    • ის გამოიყენება დაავადებების დიაგნოზირებისთვის
    • გადამზიდავ ტესტებს შეუძლიათ განსაზღვრონ მშობლების დაავადება ბავშვებზე დაავადების გადაცემის ალბათობა
    • პრენატალური და ახალშობილთა ტესტირება მომავალი დაავადებებისთვის
  • ფენიქსის ბავშვთა საავადმყოფო იღებს სუპერკომპიუტერს, რომელიც შექმნილია კიბოს მკვლევარის ექიმ Patrick Soon-Shiong მიერ.
    • სუპერკომპიუტერული სისტემის დანერგვა მხოლოდ მე -4 საავადმყოფოა
    • იგი გამოყენებული იქნება გენომის ტესტირებისთვის
      • საავადმყოფოს ექიმები ვარაუდობენ, რომ ბავშვებში ქრონიკული დაავადებების უმეტესობა დაკავშირებულია გენეტიკასთან
    • ის ხელს შეუწყობს ბავშვებში ქრონიკული დაავადებების კვლევას
      • თანდაყოლილი გულის პრობლემები
      • კიბო
    • მოსალოდნელია, რომ გაუმჯობესდება კვლევის შესაძლებლობები საავადმყოფოში
      • ამჟამად გამოკვლევა მიმდინარეობს არა-საიტზე, რამაც სამ თვემდე ლოდინი გამოიწვია – ასევე მილიონების ღირებულებაა
      • ადგილზე სუპერკომპიუტერი უნდა:
        • დაჭრილი ლოდინის დრო 7 დღემდე შეაჩერე
        • შეამცირეთ ტესტირების ღირებულება
        • მკურნალობის ვარიანტების გაუმჯობესება
  • ეს შეიძლება დაეხმაროს მსოფლიოს გადარჩენას:
    • იპოვნეთ უაღრესად ინდივიდუალური მკურნალობა თითოეული ადამიანის რისკების გადასაჭრელად და უკეთესი პროფილაქტიკური ზრუნვის უზრუნველსაყოფად

იმის გამო, რომ გამოთვლითი პრობლემები უფრო გართულდა, სუპერკომპიუტერები ყოველთვის წამოიჭრნენ გამოწვევისაკენ – გახდნენ უფრო ძლიერი. და მათ უფრო და უფრო მეტი აუცილებლობა აქვთ რეალურ სამყაროში არსებული პრობლემების მოსაგვარებლად მედიცინაში, გარემოში და სხვა საკითხებზე.

წყაროები: webopedia.com, extremetech.com, techtarget.com, top500.org, itworld.com, bbc.co.uk, cronkitenewsonline.com, zdnet.com, fujitsu.com, pcworld.com, hpcwire.com, ibm.com

წყაროები

  • რა არის სუპერკომპიუტერი?
  • რა შეგიძლიათ გააკეთოთ სუპერკომპიუტერთან?
  • რა არის ტერაფლოპი?
  • რა არის petaflop?
  • “ეგზისტენცია არ არის შენთვის!” ინტერვიუ ბერკლის ლაბორატორიის ჰორთ სიმონთან
  • Fujitsu შეიმუშავებს იაპონური ექსკალატური სუპერკომპიუტერი
  • CPU – ცენტრალური დამუშავების განყოფილება
  • GPU – გრაფიკული დამუშავების განყოფილება
  • Linux დომინირებს სუპერკომპიუტერებზე, როგორც არასდროს
  • TOP500 პროექტი
  • ჩინეთის Tianhe-2 სუპერკომპიუტერი ინარჩუნებს მოწინავე ადგილს მსოფლიოში ყველაზე სუპერკომპიუტერების სიაში
  • თიანე -2
  • Fujitsu შეიმუშავებს იაპონური ექსკალატური სუპერკომპიუტერი
  • დეტალები იაპონიის მომავალი ექსასკალაციის სისტემის შესახებ
  • მრავალ ტოროიდული ურთიერთკავშირი (PDF)
  • სუპერკომპიუტერების გამოთვლითი შესაძლებლობები მსოფლიოში წყლის დეფიციტისგან თავის გადასარჩენად!
  • გარემოსდაცვით საკითხებზე რეაგირება
  • შეხვდნენ ოფისს, რომ აშენონ m 97 მილიონი სუპერკომპიუტერი
  • D-Day: ყველაზე მნიშვნელოვანი ამინდის პროგნოზი ისტორიაში
  • ფენიქსის ბავშვთა სუპერკომპიუტერი იღებს გენომური ტესტირების გასაუმჯობესებლად
Jeffrey Wilson Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
    Like this post? Please share to your friends:
    Adblock
    detector
    map