Οι υπερυπολογιστές υπερβαίνουν κατά πολύ την ταχύτητα υπολογισμού των επιτραπέζιων υπολογιστών.
Κάθε χρόνο σε Linux Adictos Επαναλαμβάνουμε τη δημοσίευση της λίστας με τους 500 μεγαλύτερους υπερυπολογιστές στον κόσμο. Και στο ένα προηγούμενο άρθρο Σας είπα για το Frontier, το οποίο αυτή τη στιγμή δεν είναι μόνο το ταχύτερο στον κόσμο αλλά και το καλύτερο σε απόδοση στον κόσμο.
Κόμο είναι πάντα ενδιαφέρον να γνωρίζουμε πώς φτάσαμε εδώ, ας πάμε με μια σύντομη ιστορία των υπερυπολογιστών.
Τι είναι ένας υπερυπολογιστής;
Είναι μια ομάδα ικανή να εκτελεί μεγάλους και πολύπλοκους υπολογισμούς με τεράστια ταχύτητα. Η απόδοση ενός υπερυπολογιστή συνήθως μετριέται σε πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο (FLOPS) και όχι σε εκατομμύρια εντολές ανά δευτερόλεπτο (MIPS).
Οι υπερυπολογιστές χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ πεδίο δραστηριοτήτων που απαιτούν εντατική χρήση υπολογιστών. όπως κβαντική μηχανική, πρόγνωση καιρού, κλιματική έρευνα, εξερεύνηση πετρελαίου και αερίου, μοριακή μοντελοποίηση (υπολογισμός δομών και ιδιοτήτων χημικών ενώσεων, βιολογικών μακρομορίων, πολυμερών και κρυστάλλων) και προσομοιώσεις θεωρητικής φυσικής τύπου υπολογιστή. προσομοιώσεις των πρώτων στιγμών του σύμπαντος, αεροδυναμική αεροσκαφών και διαστημικών σκαφών, έκρηξη πυρηνικών όπλων και πυρηνική σύντηξη. Επίσης στη δημιουργία και διάρρηξη ασφαλών μεθόδων κρυπτογράφησης.
Σύντομη ιστορία των υπερυπολογιστών
Το 1956, μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ στο Ηνωμένο Βασίλειο άρχισε να αναπτύσσει το MUSE. Στόχος του ήταν να κατασκευάσει έναν υπολογιστή που θα μπορούσε να λειτουργήσει με ταχύτητες επεξεργασίας κοντά στο ένα μικροδευτερόλεπτο ανά εντολή, δηλαδή περίπου ένα εκατομμύριο οδηγίες ανά δευτερόλεπτο.Λίγο αργότερα, το όνομα του έργου άλλαξε σε Atlas.
Ο πρώτος Άτλας τέθηκε επίσημα σε λειτουργία στις 7 Δεκεμβρίου 1962 και θεωρήθηκε κατά την κυκλοφορία του ως ο πιο ισχυρός υπολογιστής στον κόσμο. Ο Atlas πρωτοστάτησε στη χρήση της εικονικής μνήμης και της σελιδοποίησης ως τρόπο επέκτασης της μνήμης εργασίας του, συνδυάζοντας τις 16 λέξεις της κύριας μνήμης και άλλες 384 λέξεις. δευτερεύουσα μνήμη μπαταρίας.
Ο πρώτος υπολογιστής που προήλθε από ιδιωτική εταιρεία ήταν από μια εταιρεία που ιδρύθηκε το 1957 από μια ομάδα μηχανικών υπολογιστών, συμπεριλαμβανομένου του Seymour Cray, ο οποίος αργότερα θα γινόταν μια από τις πιο εξέχουσες προσωπικότητες του κλάδου. Η εταιρεία ονομαζόταν Control Data Corporation και παρήγαγε έναν υπολογιστή που ονομάζεται CDC 6000 που αποτελούνταν από τετρακόσιες χιλιάδες τρανζίστορ, εκατό μίλια καλωδίωσης, ένα καινοτόμο σύστημα ψύξης και μια υπολογιστική ισχύ ρεκόρ για χρόνο 3 megaFLOPS. Αυτός ο υπολογιστής εμφανίστηκε το 1964
Το μυστικό για την ταχύτητα του CDC 6600 ήταν μέσα την ικανότητά του να μοιράζεται την εργασία με περιφερειακά, επιτρέποντας στην CPU να είναι αφιερωμένη αποκλειστικά στην επεξεργασία δεδομένων. Η γλώσσα προγραμματισμού ήταν η FORTRAN.
Το 1968, ο Cray παρήγαγε τον CDC 7600, ο οποίος κέρδισε επίσης τον τίτλο του ταχύτερου υπολογιστή στον κόσμο.. Λειτουργώντας στα 36 MHz, το 7600 είχε 3,6 φορές μεγαλύτερη ταχύτητα ρολογιού από το 6600, αλλά δεν ήταν τόσο επιτυχημένο εμπορικά όσο αναμενόταν. και ο Cray άφησε το CDC το 1972 για να δημιουργήσει τη δική του εταιρεία.
Χωρίς τη δική σας συμμετοχή, το CDC παρήγαγε το STAR-100 με ταχύτητα 100 megaFLOPS, δηλαδή τρεις φορές την ταχύτητα του προκατόχου του. και χρησιμοποίησε τη λεγόμενη διανυσματική επεξεργασία, Δηλαδή, η CPU σχεδιάστηκε για να εκτελεί πολλαπλούς μαθηματικούς υπολογισμούς ταυτόχρονα.
Ήδη στη δική του εταιρεία, ο Seymour Cray παρήγαγε τρία μοντέλα
- CRAY-1: Χρονολογείται από το 1976 και ήταν ένας από τους πρώτους υπερυπολογιστές που χρησιμοποίησαν ολοκληρωμένα κυκλώματα και λειτούργησε με ταχύτητα 160 megaFLOPS.
- CRAY X-MP: Εμφανίστηκε το 1982 προσθέτοντας 4 επεξεργαστές και περισσότερο εύρος ζώνης μνήμης στο προηγούμενο μοντέλο. Η χωρητικότητα υπολογισμού του είναι 800 megaFLOPS.
- CRAY-2: Αυτός ο υπολογιστής του 1985 είχε υγρή ψύξη και ταχύτητα υπολογισμού 1,9 gigaFLOPS.
Όπως πολλοί άλλοι πρωτοπόροι, Ο Cray απέτυχε να εντοπίσει τη μετατόπιση παραδείγματος και η εταιρεία του κήρυξε πτώχευση το 1995. Εν τω μεταξύ, οι ανταγωνιστές του αγκάλιασαν το τρέχον μοντέλο παράλληλων υπολογιστών στο οποίο μια εργασία μοιράζεται μεταξύ δύο ή περισσότερων επεξεργαστών που είναι υπεύθυνοι για την επίλυσή της ταυτόχρονα.