|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Siêu máy tính. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Siêu máy tính là một máy tính vượt trội đáng kể về các thông số kỹ thuật so với hầu hết các máy tính hiện có. Theo quy định, siêu máy tính hiện đại là một số lượng lớn máy chủ hiệu suất cao được kết nối với nhau bằng đường trục tốc độ cao cục bộ để đạt được hiệu suất tối đa trong khuôn khổ phương pháp song song hóa nhiệm vụ tính toán. Năm 1996, người phụ trách Bảo tàng Máy tính ở Anh, Doron Swade, đã viết một bài báo với tiêu đề giật gân: "Loạt siêu máy tính BESM của Nga, được phát triển hơn 40 năm trước, có thể là minh chứng cho sự dối trá của Hoa Kỳ, đã tuyên bố ưu thế công nghệ trong những năm Chiến tranh Lạnh. " Thật vậy, giữa những năm 1960 là một thời kỳ đỉnh cao trong lịch sử công nghệ máy tính của Liên Xô. Vào thời điểm đó, nhiều nhóm sáng tạo làm việc tại Liên Xô - các học viện của S.A. Lebedeva, I.S. Bruk, V.M. Glushkov, v.v ... Đồng thời, nhiều loại máy móc khác nhau đã được sản xuất, hầu hết thường không tương thích với nhau, cho những mục đích đa dạng nhất. Được tạo ra vào năm 1965 và phát hành lần đầu tiên vào năm 1967, BESM-6 là máy tính nguyên bản của Nga, được thiết kế ngang bằng với đối tác phương Tây. Sau đó là "Elbrus" nổi tiếng, có sự phát triển của BESM (Elbrus-B). V.M. Glushkov đã tạo ra một Máy tính toán kỹ thuật tuyệt vời - "Mir-2" (một nguyên mẫu của máy tính cá nhân), vẫn chưa có các thiết bị tương tự phương Tây. Chính nhóm Elbrus là những người đầu tiên phát triển kiến trúc supercalar, đã chế tạo cỗ máy Elbrus-1 dựa trên nó sớm hơn nhiều năm so với phương Tây. Trong nhóm này, vài năm trước khi ở công ty "Cray" - công ty hàng đầu được công nhận trong việc sản xuất siêu máy tính, những ý tưởng về một máy tính đa xử lý đã được thực hiện.
Trưởng nhóm khoa học của nhóm Elbrus, giáo sư, thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Nga Boris Artashesovich Babayan tin rằng thành tựu quan trọng nhất của nhóm chính là kiến trúc của siêu đại liên Elbrus-3. "Tốc độ logic của máy này cao hơn nhiều so với tất cả các máy hiện có, tức là trên cùng một phần cứng, kiến trúc này cho phép tăng tốc độ thực thi tác vụ lên gấp nhiều lần. Chúng tôi đã triển khai hỗ trợ phần cứng để lập trình an toàn lần đầu tiên. thời gian, chúng tôi thậm chí còn chưa thử nó ở phương Tây. "Elbrus-3" được chế tạo vào năm 1991. Nó đã sẵn sàng tại viện của chúng tôi, chúng tôi bắt đầu gỡ lỗi nó. Các công ty phương Tây đã nói rất nhiều về khả năng tạo ra một kiến trúc như vậy .. . Công nghệ thật kinh tởm, nhưng kiến trúc hoàn hảo đến mức cỗ máy này nhanh gấp hai lần siêu xe nhanh nhất của Mỹ vào thời điểm đó, Cray Y-MP. " Các nguyên tắc của lập trình an toàn hiện đang được thực hiện trong khái niệm của ngôn ngữ Java và những ý tưởng tương tự như của Elbrus hiện đã hình thành nền tảng của bộ xử lý thế hệ mới, Merced, được phát triển bởi Intel cùng với HP. "Nếu bạn nhìn vào Merced, nó thực tế có kiến trúc giống như trong Elbrus-3. Có thể một số chi tiết của Merced là khác, và không tốt hơn." Vì vậy, bất chấp sự đình trệ chung, người ta vẫn có thể chế tạo máy tính và siêu máy tính. Thật không may, điều tương tự đã xảy ra với máy tính của chúng tôi cũng xảy ra với ngành công nghiệp Nga nói chung. Nhưng ngày nay, một tham số mới, thoạt nhìn có vẻ kỳ lạ, đang kiên trì phấn đấu nằm trong số các chỉ số kinh tế vĩ mô truyền thống (như GDP, vàng và dự trữ ngoại hối) - tổng công suất máy tính mà quốc gia có. Siêu máy tính sẽ có tỷ trọng lớn nhất trong chỉ số này. Mười lăm năm trước, những cỗ máy này là những con quái vật độc nhất vô nhị, nhưng bây giờ việc sản xuất chúng đã được đưa vào hoạt động. Arkady Volovik viết trên tạp chí Kompaniya: “Ban đầu, máy tính được tạo ra để phục vụ các tính toán phức tạp liên quan đến nghiên cứu hạt nhân và tên lửa. vũ khí hạt nhân và những thí nghiệm này cuối cùng đã cho phép các siêu cường từ bỏ việc thử nghiệm vũ khí nguyên tử trên thực tế. Compaq Computer Corp. xây dựng siêu máy tính lớn nhất châu Âu dựa trên bộ xử lý 2500 Alpha thành công của các cuộc đàm phán. Không ít tính toán quy mô lớn là cần thiết trong thiết kế thiết bị hàng không. Mô hình hóa các thông số của một chiếc máy bay đòi hỏi sức mạnh rất lớn - ví dụ, để tính toán bề mặt của một chiếc máy bay, cần phải tính toán các thông số của luồng không khí tại mỗi điểm của cánh và thân, trên một cm vuông. Nói cách khác, nó được yêu cầu để giải phương trình cho mỗi cm vuông, và diện tích bề mặt của máy bay là hàng chục mét vuông. Khi thay đổi hình dạng hình học của bề mặt, mọi thứ phải được tính toán lại. Hơn nữa, những tính toán này phải được thực hiện nhanh chóng, nếu không quá trình thiết kế sẽ bị trì hoãn. Đối với du hành vũ trụ, nó bắt đầu không phải với các chuyến bay, mà là với các tính toán. Siêu máy tính có một lĩnh vực rất lớn để ứng dụng ở đây. " Tập đoàn Boeing đã triển khai một siêu cụm do Linux NetworX phát triển và được sử dụng để mô phỏng hoạt động của nhiên liệu trong tên lửa Delta IV, được thiết kế để phóng vệ tinh cho các mục đích khác nhau. Trong số bốn kiến trúc cụm được xem xét, Boeing đã chọn cụm Linux NetworX vì nó cung cấp chi phí vận hành có thể chấp nhận được và thậm chí vượt quá yêu cầu của dự án Delta IV về sức mạnh xử lý. Cụm gồm 96 máy chủ dựa trên bộ vi xử lý AMD Athlon 850 MHz, được kết nối với nhau thông qua kết nối Ethernet tốc độ cao. Năm 2001, IBM đã cài đặt một cụm máy tính Linux 512 bộ xử lý với công suất xử lý 478 tỷ hoạt động mỗi giây cho Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ tại Trung tâm Siêu máy tính ở Hawaii. Ngoài Lầu Năm Góc, cụm này cũng sẽ được sử dụng bởi các cơ quan liên bang khác và các tổ chức khoa học: đặc biệt, một cụm để dự đoán tốc độ và hướng lan truyền của cháy rừng. Hệ thống sẽ bao gồm 256 máy chủ mỏng IBM eServerx330, mỗi máy chủ chứa hai bộ vi xử lý Pentium-III. Các máy chủ sẽ được liên kết bằng cách sử dụng cơ chế phân cụm do Myricom phát triển. Tuy nhiên, phạm vi hoạt động của siêu máy tính không chỉ giới hạn trong tổ hợp công nghiệp-quân sự. Ngày nay, các công ty công nghệ sinh học là khách hàng lớn của siêu máy tính.
Volovik viết: “Là một phần của chương trình Bộ gen người, IBM,“ đã nhận được đơn đặt hàng tạo ra một máy tính với hàng chục nghìn bộ xử lý. Tuy nhiên, việc giải mã bộ gen người không phải là ví dụ duy nhất về việc sử dụng máy tính trong sinh học: việc tạo ra các loại thuốc mới ngày nay chỉ có thể thực hiện được với việc sử dụng máy tính mạnh Do đó, các ông lớn dược phẩm buộc phải đầu tư mạnh vào công nghệ máy tính, hình thành thị trường cho Hewlett-Packard, Sun, Compaq. Cách đây không lâu, việc tạo ra một loại thuốc mới mất 5-7 năm và đòi hỏi chi phí tài chính đáng kể. Tuy nhiên, ngày nay, thuốc được mô phỏng trên máy tính mạnh mẽ không chỉ "chế tạo" thuốc mà còn đánh giá tác dụng của chúng đối với con người. Các nhà miễn dịch học Mỹ đã tạo ra một loại thuốc có thể chống lại 160 vi rút. Loại thuốc này được tạo mô hình trên máy tính trong sáu tháng. Một cách khác để tạo ra nó sẽ cần vài năm làm việc ". Và tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, đại dịch AIDS trên toàn thế giới đã được “cuộn” trở lại nguồn gốc của nó. Dữ liệu về các bản sao của virus AIDS đã được đưa vào một siêu máy tính, và điều này giúp xác định thời điểm xuất hiện của virus đầu tiên - năm 1930. Vào giữa những năm 1990, một thị trường lớn khác cho siêu máy tính xuất hiện. Thị trường này liên quan trực tiếp đến sự phát triển của Internet. Lượng thông tin trên Web đã đạt đến tỷ lệ chưa từng có và tiếp tục tăng lên. Hơn nữa, thông tin trên Internet đang phát triển phi tuyến tính. Cùng với sự gia tăng về khối lượng dữ liệu, hình thức trình bày của họ cũng thay đổi - nhạc, video và hoạt ảnh đã được thêm vào văn bản và hình vẽ. Kết quả là, hai vấn đề nảy sinh - nơi lưu trữ lượng dữ liệu ngày càng tăng và làm thế nào để giảm thời gian tìm kiếm thông tin phù hợp. Siêu máy tính cũng được sử dụng trong mọi lĩnh vực cần xử lý lượng lớn dữ liệu. Ví dụ, trong lĩnh vực ngân hàng, logistics, du lịch, vận tải. Compaq gần đây đã trao hợp đồng siêu máy tính trị giá 200 triệu USD cho Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Hironobu Sakaguchi, chủ tịch của công ty trò chơi PC Square, cho biết: "Hôm nay chúng tôi đang chuẩn bị một bộ phim dựa trên trò chơi của chúng tôi. Square" tính toán "một khung hình từ bộ phim trong 5 giờ. Trên GCube, thao tác này mất 1/30 giây. " Như vậy, quá trình sản xuất truyền thông đạt đến một tầm cao mới: thời gian làm việc trên sản phẩm được giảm xuống, chi phí cho một bộ phim hay một trò chơi được giảm thiểu đáng kể. Mức độ cạnh tranh cao buộc người chơi phải giảm giá siêu máy tính. Một cách để giảm giá là sử dụng nhiều bộ vi xử lý tiêu chuẩn. Giải pháp này được phát minh bởi một số "tay chơi" của thị trường máy tính rộng lớn cùng một lúc. Kết quả là, các máy chủ nối tiếp tương đối rẻ tiền đã xuất hiện trên thị trường để làm hài lòng người mua. Thật vậy, việc chia các phép tính rườm rà thành các phần nhỏ và giao phó việc thực hiện từng phần như vậy cho một bộ xử lý sản xuất hàng loạt rẻ tiền riêng biệt sẽ dễ dàng hơn. Ví dụ, ASCI Red của "Intel", cho đến gần đây đã chiếm vị trí đầu tiên trong bảng TOP500 máy tính nhanh nhất thế giới, bao gồm 9632 bộ vi xử lý Pentium thông thường. Một ưu điểm quan trọng khác của kiến trúc này là khả năng mở rộng: chỉ cần tăng số lượng bộ xử lý, bạn có thể tăng hiệu suất của hệ thống. Đúng, với một số dè dặt: thứ nhất, với sự gia tăng số lượng các nút máy tính riêng lẻ, hiệu suất không tăng theo tỷ lệ thuận mà có phần chậm hơn, một phần thời gian chắc chắn được dành cho việc tổ chức sự tương tác của các bộ xử lý với nhau, và thứ hai, độ phức tạp của phần mềm tăng lên đáng kể. Nhưng những vấn đề này đang được giải quyết thành công, và ý tưởng về "máy tính song song" đã được phát triển trong hơn một thập kỷ. “Vào đầu những năm XNUMX, một ý tưởng mới đã nảy sinh,” Yuri Revich viết trên tờ Izvestia, “được gọi là siêu máy tính, hay“ điện toán phân tán ”. thành một khối chung, nhưng đại diện Ban đầu, nó được dùng để kết hợp các máy tính ở các cấp độ khác nhau thành một tổ hợp tính toán duy nhất, ví dụ, xử lý dữ liệu sơ bộ có thể được thực hiện trên máy trạm người dùng, mô hình hóa cơ bản - trên siêu máy tính đường ống vector, giải các hệ phương trình tuyến tính lớn - trên một hệ thống song song lớn và trực quan hóa các kết quả - trên một trạm đồ họa đặc biệt. Các trạm riêng biệt được kết nối bằng các kênh truyền thông tốc độ cao có thể có cùng thứ hạng, đây là cách mà siêu máy tính ASCI White của IBM, hiện đã chiếm vị trí đầu tiên trong TOP500, được sắp xếp, bao gồm 512 máy chủ RS / 6000 riêng biệt ( máy tính đã đánh bại Kasparov). Nhưng phạm vi thực sự của ý tưởng "phân phối" có được với sự lan truyền của Internet. Mặc dù các kênh giao tiếp giữa các nút riêng lẻ trong một mạng như vậy khó có thể được gọi là tốc độ cao, mặt khác, số lượng các nút có thể được quay số gần như không giới hạn: bất kỳ máy tính nào ở bất kỳ nơi nào trên thế giới đều có thể tham gia thực hiện một nhiệm vụ đặt ở đầu đối diện của địa cầu. Lần đầu tiên, công chúng bắt đầu nói về "máy tính phân tán" liên quan đến thành công phi thường của cuộc tìm kiếm các nền văn minh ngoài Trái đất của SETI @ Home. 1,5 triệu tình nguyện viên tiêu tiền điện vào ban đêm vì mục đích cao cả là tìm kiếm liên lạc với người ngoài hành tinh cung cấp sức mạnh tính toán 8 Tflop, chỉ kém người giữ kỷ lục một chút - siêu máy tính ASCI White được đề cập phát triển "tốc độ" 12 Tflop. Theo giám đốc dự án David Anderson, "một siêu máy tính duy nhất có sức mạnh tương đương với dự án của chúng tôi sẽ tiêu tốn 100 triệu đô la và chúng tôi tạo ra nó từ hầu như không có gì." Colin Percival, một sinh viên toán học trẻ tuổi đến từ Hoa Kỳ, đã chứng minh một cách hiệu quả các khả năng của tính toán phân tán. Trong 2,5 năm, với sự giúp đỡ của 1742 tình nguyện viên từ năm mươi quốc gia trên thế giới, anh ấy đã lập ba kỷ lục cùng một lúc trong một cuộc thi cụ thể, mục đích là xác định các chữ số liên tiếp mới của số "pi". Trước đây, anh ấy có thể tính toán năm và bốn mươi nghìn tỷ chữ số thập phân, và gần đây nhất, anh ấy có thể xác định con số nào ở vị trí bốn tỷ. Hiệu suất của siêu máy tính thường được đo và biểu thị bằng phép toán dấu chấm động trên giây (FLOPS). Điều này là do thực tế là các nhiệm vụ của mô hình số mà siêu máy tính được tạo ra thường yêu cầu các phép tính liên quan đến số thực với độ chính xác cao chứ không phải số nguyên. Do đó, đối với các siêu máy tính, thước đo tốc độ của các hệ thống máy tính thông thường không được áp dụng - số lượng hàng triệu hoạt động mỗi giây (MIPS). Đối với tất cả sự mơ hồ và tính gần đúng của nó, việc đánh giá bằng flop giúp dễ dàng so sánh các hệ thống siêu máy tính với nhau, dựa trên một tiêu chí khách quan. Các siêu máy tính đầu tiên có hiệu suất ở mức 1 kflops, tức là 1000 phép toán dấu chấm động mỗi giây. Máy tính CDC 6600, có hiệu suất 1 triệu flops (1 Mflops), được tạo ra vào năm 1964. Mốc 1 tỷ flops (1 gigaflops) đã bị siêu máy tính NEC SX-2 vượt qua vào năm 1983 với số điểm 1.3 Gflops. Giới hạn 1 nghìn tỷ flops (1 Tflops) đã đạt được vào năm 1996 bởi siêu máy tính ASCI Red. Cột mốc 1 quadrillion flops (1 Petaflops) được thực hiện vào năm 2008 bởi siêu máy tính IBM Roadrunner. Công việc đang được tiến hành để xây dựng các máy tính exascale có khả năng thực hiện 2016 triệu phép toán dấu chấm động mỗi giây vào năm 1. Tác giả: Musskiy S.A.
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Vòng đeo tay thông minh Microsoft Band ▪ Điện thoại thông minh Samsung Galaxy Core II, Galaxy Young 2 và Galaxy Star 2
▪ phần video nghệ thuật của trang web. Lựa chọn bài viết ▪ bài Nối những lần chia tay. biểu hiện phổ biến ▪ Tại sao cháu trai của Francis Ford Coppola bỏ họ của mình? đáp án chi tiết ▪ bài báo Bản thân một chiếc thuyền kayak. phương tiện cá nhân ▪ bài viết Bôi trơn dây nịt và dây nịt. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên ▪ bài báo MicroTV Cornflower. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này