Ваш компьютер достаточно быстр, чтобы транслировать видео с английским бульдогом на скейтборде. Он без проблем справляется с «Лего-Властелином Колец». Для большинства людей скорость — самое важное. Для ученых, решающих сложные глобальные проблемы, это просто игрушка. Персональный компьютер начального уровня с процессором i7 способен выполнять около 158 миллиардов вычислений в секунду. Это впечатляющая цифра для игр. Но для открытий этого недостаточно.
Именно поэтому исследователи так воодушевлены суперкомпьютером Cray Titan.
Запущенный в октябре 2012 года, Titan — это не просто еще один участник гонки. Он завоевал звание самого быстрого компьютера в мире. До этого он удерживал корону в течение шести месяцев. Предыдущим победителем был IBM Sequoia Blue Gene/Q из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора в Калифорнии. Titan вытеснил его с подиума.
Разница ошеломляющая. Теоретическая максимальная скорость Titan составляет 27 петафлопс. Это означает 27 000 триллионов вычислений в секунду. Подумайте об этом. В сотни тысяч раз быстрее, чем скорость настольных компьютеров. Если вы захотите разместить Titan на своем рабочем столе, вам понадобится пространство размером с баскетбольную площадку. Он не помещается на столе. Он занимает много места.
Почему ученым нужно 27 петафлопс
Сама по себе скорость — просто число. Ценность заключается в ее применении. Titan обрабатывает огромные объемы данных. Ученые используют его для детального моделирования климата Земли. Эти симуляции могут открыть новые способы борьбы с глобальным потеплением. Они не просто гадают. Они используют сложные модели.
Широкий спектр применений. Инженеры используют Titan для проектирования высокоэффективных двигателей внутреннего сгорания. Они также разрабатывают более совершенные солнечные панели. В медицине биологические симуляции помогают ускорить тестирование новых лекарств. На чисто научном уровне исследователи моделируют разрыв молекулярных связей. Это дает им представление об одном из фундаментальных процессов природы.
«Невероятная скорость Titan делает его отличным инструментом для решения действительно сложных задач, связанных с большими объемами данных».
Новая архитектура будущего
Важность Titan заключается не только в его скорости. Не менее важна его конструкция. Он проложил новый путь для суперкомпьютеров. Долгое время путь к скорости был простым. Создавать машины с тысячами центральных процессоров (ЦП). Разбивать вычисления на более мелкие части. Распределять их между этими тысячами чипов.
Это работало. Пока не перестало. Недостаток заключался в энергопотреблении. Все эти чипы ЦП требовали огромного количества электроэнергии. Titan решает эту проблему, объединяя каждый из своих 18 688 ЦП с графическим процессором (ГП). Эти чипы используются в высококлассных игровых компьютерах.
ГП ускоряют вычисления. Они также потребляют меньше энергии, чем ЦП. В результате получается машина, которая быстрее своих предшественников. Она также значительно более энергоэффективна. Эта гибридная архитектура устанавливает новые стандарты.
Путь к эксафлопсным вычислениям
Ученые видят в Titan чертеж будущего. Он прокладывает путь к компьютерам эксафлопсного класса. Это машины, в тысячу раз и более быстрые, чем самые мощные суперкомпьютеры того времени. Titan доказал, что гибридные архитектуры ЦП-ГП могут обеспечивать высокую производительность, не сжигая электросеть.
Часто задаваемые вопросы
Почему суперкомпьютеры такие быстрые?
Суперкомпьютеры быстры, потому что используют тысячи процессоров, работающих параллельно. Они также используют высокоскоростную память и системы хранения данных для быстрой передачи данных между чипами.
Как Cray Titan сравнивается с обычным ПК?
Скорость Titan в сотни тысяч раз выше. ПК выполняет 158 миллиардов вычислений в секунду. Titan — 27 триллионов.
Чем Titan отличается от старых суперкомпьютеров?
Старые системы полагались исключительно на ЦП и потребляли большое количество энергии. Titan объединяет каждый ЦП с ГП. Эта гибридная конструкция увеличивает скорость и энергоэффективность.
