Twój komputer jest wystarczająco szybki, aby przesyłać strumieniowo wideo przedstawiające buldoga angielskiego na deskorolce. Bez problemu radzi sobie z Lego Władcą Pierścieni. Dla większości ludzi prędkość jest najważniejsza. Dla naukowców rozwiązujących złożone problemy globalne jest to tylko zabawka. Podstawowy komputer osobisty z procesorem i7 może wykonać około 158 miliardów obliczeń na sekundę. To imponująca liczba, jeśli chodzi o gry. Ale to nie wystarczy do odkryć.
Dlatego badacze są tak podekscytowani superkomputerem Cray Titan.
Wprowadzony na rynek w październiku 2012 roku Titan to nie tylko kolejny konkurent w wyścigu. Zdobył tytuł najszybszego komputera na świecie. Wcześniej sprawował koronę przez sześć miesięcy. Poprzednim zwycięzcą został IBM Sequoia Blue Gene/Q z Lawrence Livermore National Laboratory w Kalifornii. Titan strącił go z podium.
Różnica jest oszałamiająca. Teoretyczna prędkość maksymalna Tytana wynosi 27 petaflopów. Oznacza to 27 000 bilionów obliczeń na sekundę. Pomyśl o tym. Setki tysięcy razy szybciej niż komputery stacjonarne. Jeśli chcesz umieścić Titana na biurku, potrzebujesz miejsca wielkości boiska do koszykówki. Nie mieści się na stole. Zajmuje dużo miejsca.
Dlaczego naukowcy potrzebują 27 petaflopów
Sama prędkość to tylko liczba. Wartość leży w jego zastosowaniu. Titan przetwarza ogromne ilości danych. Naukowcy wykorzystują go do szczegółowego modelowania klimatu Ziemi. Symulacje te mogą ujawnić nowe sposoby walki z globalnym ociepleniem. Oni nie tylko zgadują. Używają skomplikowanych modeli.
Szeroki zakres zastosowań. Inżynierowie wykorzystują Titana do projektowania wysoce wydajnych silników spalinowych. Opracowują także lepsze panele słoneczne. W medycynie symulacje biologiczne pomagają przyspieszyć testowanie nowych leków. Na poziomie czysto naukowym badacze modelują zrywanie wiązań molekularnych. Daje im to wgląd w jeden z podstawowych procesów zachodzących w naturze.
„Niesamowita szybkość Titana sprawia, że jest on doskonałym narzędziem do rozwiązywania naprawdę złożonych problemów wymagających dużej ilości danych.”
Nowa architektura przyszłości
Znaczenie Tytana nie polega tylko na jego prędkości. Nie mniej ważny jest jego design. Utorował nową drogę superkomputerom. Przez długi czas droga do szybkości była prosta. Twórz maszyny z tysiącami jednostek centralnych (CPU). Podziel obliczenia na mniejsze części. Rozdaj je pomiędzy te tysiące żetonów.
To zadziałało. Dopóki nie przestało. Wadą było zużycie energii. Wszystkie te chipy procesora wymagały ogromnej ilości energii. Titan rozwiązuje ten problem, łącząc każdy ze swoich 18 688 procesorów z procesorem graficznym (GPU). Te chipy są używane w wysokiej klasy komputerach do gier.
Procesory graficzne przyspieszają obliczenia. Zużywają także mniej energii niż procesory. Rezultatem jest maszyna szybsza niż jej poprzedniczki. Jest także znacznie bardziej energooszczędny. Ta hybrydowa architektura wyznacza nowe standardy.
Ścieżka do obliczeń eksaskalowych
Naukowcy postrzegają Tytana jako plan na przyszłość. Toruje drogę do obliczeń eksaskalowych. Są to maszyny tysiąc razy szybsze niż najpotężniejsze superkomputery tamtych czasów. Titan udowodnił, że hybrydowe architektury CPU-GPU mogą zapewnić wysoką wydajność bez obciążania sieci.
Często zadawane pytania
Dlaczego superkomputery są tak szybkie?
Superkomputery są szybkie, ponieważ wykorzystują tysiące procesorów pracujących równolegle. Wykorzystują także szybką pamięć i systemy przechowywania, aby szybko przesyłać dane między chipami.
Jak Cray Titan wypada w porównaniu ze zwykłym komputerem PC?
Prędkość Tytana jest setki tysięcy razy większa. Komputer PC wykonuje 158 miliardów obliczeń na sekundę. Tytan – 27 bilionów.
Czym Titan różni się od starszych superkomputerów?
Starsze systemy opierały się wyłącznie na procesorze i zużywały duże ilości energii. Titan łączy każdy procesor z procesorem graficznym. Ta hybrydowa konstrukcja zwiększa prędkość i efektywność energetyczną.
