Vad är en superdator? Topp 10 Superdatorer i världen

Ordbordsdefinitionen för en superdator är “en särskilt kraftfull mainframe-dator.”

De “kraft” av en superdator definieras av hur många operationer som systemet kan bearbeta varje sekund.

Detta är en bred definition med en målpost som ändras varje gång datateknik utvecklas. De snabbaste persondatorerna idag bearbetar operationer med den hastighet som superdatorer utförde för flera årtionden sedan. Det är så snabbt denna teknik ändras.

Så vad är en superdator, verkligen?

Låt oss ta en djupare titt på vilka superdatorer som ser ut idag för att ta reda på det.

Världens mest kraftfulla superdator

I många år har USA, Kina och Japan kämpat för att vara det land som ägde den snabbaste superdatorn i världen. “Snabb” definieras av antalet petaflops som datorns system kan utföra. en petaflop är tusen teraflops, eller en quadrillion flytpunktsoperationer per sekund PC Benchmark Tests: Vad är de och gör de egentligen? PC Benchmark Tests: Vad är de och gör de faktiskt? Det finns massor av tekniska webbplatser på Internet som handlar om riktmärken - en hel mängd diagram och siffror för nästan vilken maskinvara som helst på marknaden. Men vad menar de? Läs mer .

Vid 2013 var de två mest kraftfulla superdatorer som existerade:

• De Cray Titan vid Oak Ridge, med en bearbetningskapacitet på 17,59 petaflops.
• De IBM Sequoia hos Livermore Labs, som driver 17.17 petaflops.

Men det året tog Kina över spåret med NUDT Tianhe-2 i Guangzhou, med en hel del 33,86 petaflops. Detta system var kung, fram till 2016 när Sunway TaihuLight i Wuxi tog Kina äntligen priset med en imponerande 93.01 petaflops.

Enligt Top500 borde nästa konge av superdatorer vara Summit. Det här är en superdator på Oak Ridge National Lab, som förväntas gå live sommaren 2018.

Ser djupare ut i en superdator

Nu när du känner till tillståndet för den nuvarande superdatorns tävling, låt oss ta en närmare titt på de inre verkningarna av dessa imponerande underverk av teknik. Låt oss undersöka Sunway Taihulight.

Taihulight är en super effektiv dator med följande processorarkitektur:

• 1.45 GHz SW26010 processorer, var och en med fyra grupper av kärnor Vad är en CPU och vad gör den? Vad är en CPU och vad gör den? Computing akronymer är förvirrande. Vad är en CPU i alla fall? Och behöver jag en quad eller dual-core processor? Vad sägs om AMD eller Intel? Vi är här för att hjälpa till att förklara skillnaden! Läs mer .
• Varje kärngrupp innehåller 65 kärnor för totalt 260 kärnor per nod.
• Varje systemskåp innehåller 1.024 noder.
• Hela systemet innehåller 40 skåp.

För att ansluta alla dessa skåp har byggarna av detta imponerande system skräddarsytt sitt eget nätverk av PCIe 3.0-anslutningar som de har kallat “Sunway Network”.

Nätverket ansluter omkopplarna, resursdelnings hårdvaran och alla supernoder via 7-tums kablar som sänder data vid 70 terabyte per sekund.

Följande är den nuvarande listan över de 10 snabbaste superdatorerna i världen, enligt Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Kina): 10 649 600 kärnor, 93 014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Kina): 3 120 000 kärnor, 33 962 TFlops / s
3. Piz Daint (Schweiz): 361.760 kärnor, 19.590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japan): 19.860.000 kärnor, 19.136 TFlops / s
5. titan (Förenta staterna): 560 640 kärnor, 17 590 TFlops / s
6. Sequoia (Förenta staterna): 1 572 844 kärnor, 17 173 TFlops / s
7. treenighet (Förenta staterna): 979 968 kärnor, 14 137 TFlops / s
8. Cori (Förenta staterna): 622.336 kärnor, 14.015 TFlops / s
9. Oak Forest-PACS (Japan): 556 104 kärnor, 13 555 TFlops / s
10. K Computer - Sparc64 (Japan): 705.024 kärnor, 10.510 TFlops / s

Det är ett stort spelområde med avancerade laboratorier och offentliga anläggningar runt om i världen. Ledarna tjänar inte bara datoreksperter över hela världen, men även tävlingen för toppen är politiskt laddad. Och med superdatorkostnader som går till tusentals dollar per timme, gör dessa företag förmodligen mycket pengar också.

Vad används Superdatorer för?

Varför skulle någon behöva ett datorsystem som kan bearbeta quadrillions flytande punktoperationer per sekund?

Verkligheten är att inom många olika branscher finns det behov som kräver massiv beräkningskraft. Här är bara några superdatortillämpningar inom industrin, regeringarna och militären.

En rapport som skrivits av International Data Corporation 2014 går in i dussintals verkliga scenarier där superdatorer användes. Vi tog följande exempel från den studien.

Industri

• General Electric, en stor aktör inom rymdindustrin, samarbetade med datorexperter på Oak Ridge National Laboratory för att producera avancerade jetmotor simuleringar. Simuleringarna hjälpte GE att identifiera ett motorfenomen som hjälpte företaget att förbättra den totala bränsleeffektiviteten.
• Forskare vid Lawrence Livermore National Labs använde superdatorerna där för att utveckla en ny teknik för dataövervakning under ytan. Detta gjorde det möjligt för amerikanska olje- och gasindustrin att lättare identifiera oljereserver i Mexikanska golfen och minska amerikanskt beroende av utländsk olja.
• Boeing ingenjörer utnyttjade superdatorer för att skapa flygplan simuleringar som ledde till bättre aerodynamiska mönster, så att de kunde producera mer bränsleeffektiva och säkrare flygplan.

Regering

• Centers for Disease Control och Cornell University samarbetade för att skapa en mycket detaljerad modell av hepatit C-viruset. Med hjälp av en superdator på Cornell University kunde forskare utveckla nya terapier som så småningom hjälpte det medicinska samhället 8 Medicintekniska genombrott som du kan behöva en dag 8 Medicintekniska genombrott som du kan behöva en dag Tror det eller inte, ökningen av tekniska framsteg ökar fortfarande - och mycket genombrott sker i medicinska området. Kolla in dessa fantastiska nya saker! Läs mer för att minska eller bota leversjukdom hos patienter.
• Försvarsdepartementet använde en superdator till utveckla nya vädermodeller det skulle hjälpa meteorologer förutsäga potentiellt farliga orkaner och cykloner. De mer avancerade datormodellerna av dessa stormar gav möjlighet att förutsäga farorna upp till fem dagar före påverkan.

Militär

• Amerikanska armén använder superdatorn vid Army Research Laboratory för att springa avancerade simuleringar som hjälper forskare att göra “destruktiva levande experiment och prototypdemonstrationer.” Dessa skulle annars vara kostnadseffektiva att utföra med riktig utrustning.
• En av de mest ovanliga superdatorer som används av USA: s militär kallades “Condor Cluster,” skapad av US Air Force 2010. Ingenjörer där kopplade 1.760 Sony PlayStation 3-konsoler tillsammans för att skapa superdatorkärnan. Det kunde 500 TFlops, och används för uppgifter som mönsterigenkänning, bearbetning av satellitbilder, och genomföra artificiell intelligensforskning.

Som ni kan se finns det många krav från alla branscher, myndigheter och militären för avancerad datakraft.

Är Quantum Computers Next?

Varje framsteg i superdatorns hastighet är ett direkt resultat av ett större antal transistorer som är förpackade till mikroprocessorer i mindre och mindre skala. Eftersom dessa mikrokretsar fortsätter att krympa mot en atomskala, förutspår många futurister att nästa steg i superdatorn kommer att ligga inom quantumdatorer.

Vad är en kvantdator?

Quantum computing är en unik takt på datorteknik. Istället för den traditionella transistorsbaserade mikroprocessorn hoppas forskarna kunna utnyttja tillståndet av subatomära partiklar.

Subatomära partiklar följer väldigt underliga lagar i fysiken, av vilka mycket forskare bara har upptäckt i det senaste förflutna. Genom att experimentera med olika tekniker för att kontrollera de subatomära tillstånden hos dessa partiklar hoppas forskare att ersätta 1s och 0s av en klassisk transistor med ett ekvivalent 1 eller 0 tillstånd av dessa kvantpartiklar.

Ett annat ord för dessa tvåstatliga partiklar är kvantbitar (eller “kvantbitar”).

Den sanna böjande aspekten av kvantberäkning är det faktum att de många tillgängliga tillstånden hos dessa partiklar kan låta dessa datorer lagra mer än bara en 1 eller 0.

Finns det några Quantum Superdatorer?

Anledningen till att du inte hört talas om en överlägsen quantum-superdator som gör Top500-listan än, är att ingen existerande stabil kvant-superdator finns än.

IBM erbjuder online tillgång till ett 20-bitars system för forskare att använda. Forskare brukar använda kvantdatorer för specifika beräkningar och analyser som de är väl lämpade för, som kemiska simuleringar.

Skaparna av kvantdatorer använder termer som inte för länge sedan var mest teoretiska. Men nu, forskarna som bygger dessa system beskriver mycket riktiga interaktioner mellan “kvantbitar” som “trassel.” De beskriver specifika tillstånd av qubits som “sammanhang.” Så det är nästan omöjligt att jämföra dessa system med traditionella datorer.

Stort system som kan ha lite hopp om att konkurrera med dagens traditionella superdatorer är fortfarande för instabila. Till exempel, i november 2017 meddelade IBM att det hade byggt en kvadratdator på 50 kbps. Det kunde dock bara hålla sin kvant “micro” i 90 mikrosekunder.

Kvantumdatorer håller stora löften för framtiden, men just nu erbjuder de liten konkurrens om traditionella, silikonbaserade superdatorer.

Vad tror du att framtiden håller?

Var tror du att framtiden för superdatorteknik är på väg? Tror du att kvantdatorer är närmare i horisonten än människor inser? Vilket land tror du kommer att överstiga listan år 2018 och därefter?

Utforska mer om: Dataprocessor, Quantum Computing.