Je computer is snel genoeg om een Engelse bulldog op een skateboard te streamen. Het kan probleemloos “Lego Lord of the Rings” aan. Voor de meeste mensen is snelheid het allerbelangrijkste. Het is slechts speelgoed voor wetenschappers die complexe mondiale problemen oplossen. Een top-pc met een i7-processor kan zo’n 158 miljard berekeningen per seconde verwerken. Dat aantal is indrukwekkend voor gaming. Dit alleen is niet genoeg voor ontdekkingen.
Daarom zijn onderzoekers zo enthousiast over de Cray Titan-supercomputer.
Titan, gelanceerd in oktober 2012, gaat over meer dan alleen meedoen aan de strijd. Het claimde de titel van ‘s werelds snelste computer. Daarvoor had het zes maanden lang de kroon vastgehouden. De vorige winnaar was IBM Sequoia Blue Gene/Q van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië. De Titan sloeg hem van het podium.
Het verschil is onthutsend. De theoretische topsnelheid van Titan is 27 petaflops. Dit betekent 27.000 biljoen berekeningen per seconde. Denk er eens over na. Honderdduizenden keren sneller dan desktopsnelheden. Als je de Titan op je bureaublad wilt zetten, heb je een ruimte nodig ter grootte van een basketbalveld. Hij staat niet op een bureau. Het neemt ruimte in beslag.
Waarom wetenschappers 27 petaflops nodig hebben
Snelheid zelf is slechts een getal. De waarde is te wijten aan snelheid. De Titan verwerkt grote hoeveelheden gegevens. Wetenschappers gebruiken het om het klimaat op aarde tot in detail te simuleren. Deze simulaties kunnen nieuwe manieren onthullen om de opwarming van de aarde tegen te gaan. Ze raden niet alleen maar. Ze gebruiken complexe modellen.
Een breed scala aan toepassingen. Ingenieurs gebruiken Titan om zeer efficiënte verbrandingsmotoren te ontwerpen. Ook ontwikkelen ze betere zonnepanelen. In de geneeskunde helpen biologische simulaties het testen van nieuwe medicijnen te versnellen. Op puur wetenschappelijk niveau simuleren onderzoekers het verbreken van moleculaire bindingen. Dit geeft hen inzicht in inzicht in een van de fundamentele processen van de natuur.
“De ongelooflijke snelheid van Titan maakt het een uitstekend hulpmiddel voor het oplossen van zeer complexe problemen waarbij grote hoeveelheden gegevens betrokken zijn.”
De nieuwe architectuur van de toekomst
Het belang van Titan ligt in zijn snelheid. Minstens zo belangrijk als het om design gaat. Het was een pionier in een nieuwe benadering van supercomputers. Jarenlang was de weg naar snelheid eenvoudig. Bouw machines met duizenden centrale verwerkingseenheden (CPU’s). Verdeel de berekening in kleinere delen. Verdeel ze naar die duizenden fiches.
Dit werkte. Totdat dat niet het geval was. Het nadeel is energie. Al die CPU-chips vereisten enorme hoeveelheden elektriciteit. Titan lost dit probleem op door elk van zijn 18.688 CPU’s te koppelen aan een grafische verwerkingseenheid (GPU). Deze chips zijn dezelfde als die worden gebruikt in geavanceerde spelcomputers.
GPU’s versnellen berekeningen. Ze verbruiken ook minder stroom dan CPU’s. Het resultaat is een machine die sneller is dan zijn voorgangers. Bovendien is het aanzienlijk energiezuiniger. Dit hybride ontwerp zet nieuwe normen.
Pad naar exaschaalcomputers
Wetenschappers zien Titan als een blauwdruk. Het baant de weg naar computers van exaschaalklasse. Dit zijn machines die duizend of meer keer zo snel zijn dan de krachtigste supercomputers van die tijd. Titan heeft bewezen dat hybride CPU-GPU-architecturen sterke prestaties kunnen leveren zonder het netwerk te doorbreken.
Veelgestelde vragen
Waarom zijn supercomputers snel?
Supercomputers zijn snel omdat ze duizenden parallel werkende processors gebruiken. Ze maken ook gebruik van snelle geheugen- en opslagsystemen om snel gegevens tussen chips over te dragen.
Hoe verhoudt de Cray Titan zich tot een gewone pc?
De snelheid van Titan is honderdduizenden keren sneller. Een pc voert 158 miljard berekeningen per seconde uit. De Titan doet 27.000 biljoen.
Waarin verschilt Titan van oudere supercomputers?
Oudere systemen waren uitsluitend afhankelijk van CPU’s en verbruiken grote hoeveelheden stroom. Titan combineert elke CPU met een GPU. Dit hybride ontwerp verhoogt de snelheid en de energie-efficiëntie.
