Obrovské superpočítače stále existují. Zde je to, co dnes používají
Timofeev Vladimir / Shutterstock Superpočítače byly v devadesátých letech masivní závod, protože USA, Čína a další soutěží o nejrychlejší počítač. Zatímco závod trochu zmizel, tyto monsterové počítače stále používaly k řešení mnoha světových problémů.
Vzhledem k tomu, že Moorův zákon (starý poznatek, který říká, že výpočetní síla se zdvojnásobí zhruba každé dva roky) tlačí náš výpočetní hardware dále, zvyšuje se také složitost vyřešených problémů. Zatímco superpočítače bývaly poměrně malé, dnes mohou převzít celé sklady, všechny naplněné propojenými stojany počítačů.
Co dělá počítač "super"?
Termín "superpočítač" znamená jeden obrovský počítač, který je mnohokrát výkonnější než váš jednoduchý notebook, ale to by nemohlo být dále od případu. Superpočítače se skládají z tisíců menších počítačů, které jsou všechny zapojeny do jednoho úkolu. Každé jádro procesoru v datovém centru pravděpodobně běží pomaleji než váš stolní počítač. Je to kombinace všech, která činí výpočetní techniku tak efektivní. V počítačích této škály je zapotřebí mnoho síťových a speciálních hardwarů a není to tak snadné, jak jen zapojit každý regál do sítě, ale můžete si je představit tímto způsobem a nebyli byste daleko od značky.
Ne každý úkol může být paralelizován tak snadno, takže nebudete používat superpočítač k provozování her v milionu snímků za sekundu. Paralelní výpočetní technika je obvykle dobrá při urychlování výpočtů orientovaných na výpočet.
Superpočítače jsou měřeny v operacích FLOPS nebo Floating Point Operations per Second, což je v podstatě míra toho, jak rychle to může udělat matematika. Nejrychlejší je v současné době Summit IBM, který může dosáhnout více než 200 PetaFLOPS, což je milionkrát rychlejší než "Giga", na které si většina lidí zvykne.
Takže, proč se používají? Většinou věda
Andrey VP / Shutterstock Superpočítače jsou páteří výpočetní vědy. Jsou používány ve zdravotnické oblasti k tomu, aby používaly simulace skládající se z proteinu pro výzkum rakoviny, ve fyzice pro simulaci velkých inženýrských projektů a teoretického výpočtu a dokonce i ve finanční oblasti pro sledování akciového trhu, aby získali výhodu vůči ostatním investorům.
Snad práce, která má pro průměrného člověka největší přínos, je modelování počasí. Přesné předvídání, zda budete potřebovat kabát a deštník příští středu, je překvapivě těžký úkol, který dokonce ani obrovské superpočítače dnes nemají s velkou přesností. Předpokládá se, že za účelem plného modelování počasí budeme potřebovat počítač, který měří jeho rychlost v ZettaFLOPS - dalších dvou úrovních od PetaFLOPS a zhruba 5 000krát rychleji než Summit IBM. Pravděpodobně nebudeme zasahovat až do roku 2030, ačkoli hlavní problém, který nás drží zpět, není hardware, ale cena.
Předběžná cena za nákup nebo stavbu celého hardwaru je dostatečně vysoká, ale skutečný kicker je účet za energie. Mnoho superpočítačů může každým rokem využívat až milion dolarů energie, aby zůstala v provozu. Takže i když teoreticky neexistuje žádný limit na to, kolik budov jsou plné počítačů, které byste mohli spojit dohromady, stavíme pouze superpočítače, které jsou dostatečně velké, aby řešily aktuální problémy.
Takže budu mít v budoucnosti superpočítač doma?
V jistém smyslu to už děláte. Většina desktopů dnes konkuruje síle starších superpočítačů, přičemž i průměrný smartphone má vyšší výkon než neslavný Cray-1. Takže je snadné srovnávat s minulostí a teoretizovat budoucnost. Ale to je do značné míry způsobeno tím, že průměrná CPU se v průběhu let dostává mnohem rychleji, což se již tak rychle neděje.
V poslední době se Moorův zákon zpomaluje, když se dostáváme k hranicím toho, jak malý máme tranzistory, a procesory tak rychle nezačínají. Stávají se stále menšími a energeticky účinnějšími, což snižuje výkon CPU ve směru více jader na čip pro stolní počítače a výkonnější zařízení pro mobilní zařízení.
Je však obtížné představit, že průměrný problém s uživatelem vyvstává potřebám výpočetní techniky. Koneckonců nepotřebujete superpočítač pro procházení internetu a většina lidí nepoužívá simulace skládání proteinů ve svých suterénech. Vysokorychlostní spotřebitelský hardware dnes převyšuje běžné případy použití a je obvykle vyhrazen pro konkrétní práci, která z něj těží, jako je 3D rendering a kompilace kódu.
Takže ne, asi nebudete mít. Největší pokrok bude pravděpodobně v mobilním prostoru, neboť telefony a tablety dosáhnou úrovně výkonu počítače, což je stále poměrně dobrý pokrok.
Kredity obrázku: Shutterstock, Shutterstock
