Суперкомпьютеры: история создания, применение и перспективы

В культуре

Писатель Борис Акунин написал детектив «Батальон ангелов», действие которого происходит в 1917 году в женском батальоне смерти. Из реальных прототипов в книге показаны дочь адмирала Скрыдлова (под именем Александра Шацкая) и Мария Бочкарёва.

В феврале 2015 года в кинопрокат вышел российский художественный фильм «Батальонъ».

23 июля 2017 г., в день столетия боевого крещения женского батальона, в белорусской деревне Новоспасск Сморгонского района Гродненской области состоялась закладка памятной доски на месте установки будущего памятника женщинам-ударницам[источник не указан 418 дней].

Ссылки

Немного истории

Мощные вычислительные устройства появились далеко не вчера. Еще во время Второй мировой войны британцам с помощью компьютера Colossus удалось взломать немецкие военные шифры. Его быстродействие составляло 25 тыс. символов в секунду – неслыханная скорость для своего времени.

В 1946 году в США появился электронный вычислитель ENIAC, использовавшийся для расчетов таблиц стрельбы. Аппарат содержал 17 тыс. ламп и весил более 27 тонн. Эта ЭВМ использовалась для моделирования термоядерных взрывов, решения аэродинамических задач, метеорологических прогнозов. Однако данные устройства еще не были полноценными ЭВМ.

Только к середине 60-х годов развитие электронной промышленности и информатики позволило создавать по-настоящему мощные компьютеры. Считается, что сам термин был придуман сотрудниками фирмы CDC Джорджем Мишелем и Сиднеем Фернбачем. Однако появлению мощных вычислительных машин мы обязаны американскому инженеру и изобретателю Сеймуру Крею. Первым суперкомпьютером считается Cray-1, появившийся в 1974 году. Он мог производить 180 млн операций в секунду. Современный персональный компьютер превосходит этот «суперкомпьютер» почти в 50 раз.

Буквально за десятилетия Китай стал одним из мировых лидеров в области создания мощных ЭВМ

Созданием мощных ЭВМ занимались и в СССР. Причем достижения советских инженеров зачастую превосходили успехи их заокеанских коллег. Нашими учеными было создано целое семейство мощнейших вычислительных машин «Эльбрус», которые по характеристикам превосходили западные аналоги.

В 1985 году компания Крея представила сразу два новых устройства: «Крей-2» и «Крей Y-MP» с быстродействием 1200 и 2670 млн вычислений в секунду соответственно. В 1988 году новая ЭВМ достигла мощности в 1 гигафлопс и стала стандартом своего времени, на который равнялись другие производители. В короткий период в разных странах мира появились десятки суперкомпьютеров.

Ранние суперкомпьютеры оснащались обычными скалярными процессорами со скоростью работы выше, чем у обычных ЭВМ. Позже их заменили векторные процессоры, а сегодня стандартом считаются кластерные системы, состоящие из тысяч дешевых процессоров и модулей памяти. Подобная схема отличается прекрасным сочетанием производительности и минимальной стоимости.

С 1993 года существует рейтинг суперкомпьютеров, составленный с помощью теста LINPACK. В него входит 500 самых быстрых и мощных ЭВМ мира. Список обновляется два раза в год.

Суперкомпьютер видео

Новые материалы по этой тематике:

• 19/05/2017 — Windows 10 (Виндовс 10) — 10 новых возможностей в операционной системе от Microsoft, недоступных в Виндовс 7
• 18/05/2017 — Windows 10 (Виндовс 10) — как обновиться c Windows 7 бесплатно, как вернуть Пуск, как отобразить Мой компьютер и другие ответы на вопросы
• 06/05/2017 — Microsoft Surface Laptop — новый ноутбук от Майкрософт с Windows 10 S, предназначенный для образовательных целей — характеристики, обзор, цена, дата выхода
• 30/04/2017 — Конкуренты MacBook Pro — Microsoft Surface Book, Asus ZenBook Flip UX360, Xiaomi Mi Notebook Air — что выбрать
• 08/04/2017 —
• 21/02/2017 — Windows 10 на ноутбуках с процессором Snapdragon 820 — началось глобальное тестирование первых компьютеров на ARM чипах
• 12/01/2017 —

Старые материалы по этой тематике:

• 15/12/2016 — Искусственные нейронные сети (ИНС) — что такое нейросети, как они работают, преимущества и недостатки искусственных нейронов, где используются нейросети
• 28/10/2016 —
• 01/08/2016 — Xiaomi Mi Notebook Air — цена, характеристики, фото, обзор первого ноутбука Сяоми
• 14/02/2016 — Windows Continuum — описание технологии, системные требования, на каких смартфонах будет доступна, как пользоваться
• 10/01/2015 — 2015 г станет годом 3D-печати и интернета вещей
• 16/10/2014 —
• 12/10/2014 — Google X — секретная лаборатория будущего

Следующая страница >>

Временная непригодность

Ограниченно годен к военной службе: категория В

Многие граждане путают классификационные категории «В» и «Г». Чтобы внести ясность, нужно определить, что представляет собой группа «Г». Данная категория присваивается временно на полгода или год. Когда указанный период заканчивается, гражданину приходится повторно проходить медкомиссию в военкомате.

Перечень заболеваний, при диагностировании которых врачи присваивают классификационную категорию «Г»:

1. Туберкулез, после полноценного излечения которого призывник считается полностью пригоден к прохождению воинской службы, может быть отнесен к классификационной категории «А» или «Б»;
2. Лепра;
3. ВИЧ;
4. Венерические заболевания и другие инфекции;
5. Диагностированное ожирение;
6. Дистрофия;
7. Шизофрения;
8. Наркоманы проходят постановку на учет в специализированном медицинском учреждении;
9. Нетрадиционная половая ориентация, другие расстройства психики индивида;
10. Психозы;
11. Эпилептические припадки;
12. Детский церебральный паралич;
13. Онкологические процессы головного, спинного мозга;
14. Болезни, ухудшающие зрение;
15. Отсутствие ушной раковины;
16. Проблемы со слухом;
17. Расстройства сердечно-сосудистой системы;
18. Болезни горла, которым сопутствуют проблемы с дыханием;
19. Больше десяти зубов расположены на верхней или нижней челюсти;
20. Заболевания крови, нарушения функционирования кровяных телец, тромбофилия и т.п.;
21. Эутироидный зоб;
22. Диабет;
23. Шизофрения;
24. Дисфункции психического развития;
25. Рассеянный склероз;
26. Энцефалит;
27. Гнойная форма отита;
28. Сердечная недостаточность;
29. Диагностированная гипертония;
30. Тяжелые формы геморроя;
31. Астма.

Это только часть перечня заболеваний и расстройств, при диагностировании которых призывникам присваивается категория «В» и выдается военный билет с указанием осваиваемой специальности.

Возможные последствия для представителей категории «В»

Одного желания служить в армии — мало!

Прежде всего, нужно понимать, что призывники, которым после прохождения медкомиссии была присвоена классификационная категория «В», не будут привлекаться к срочной, либо контрактной службе в период, когда в стране мир.

Такие же ограничения относятся к призывникам, которым присвоена категория «Д». Разница между этими группами заключается в том, что последние не будут призываться даже при проведении всеобщей мобилизации.

Когда призывнику присваивается категория «В», ограничивается его возможность трудоустройства в той или иной отрасли системы народного хозяйства. К таким отраслям относятся:

Подобные запреты не могут распространяться на какие-либо другие разновидности гражданской службы или работы в муниципальных органах. Какие возможности остаются у желающих посвятить свою жизнь военной службе, либо попросту отдать долг родине.

По своей сути такие поправки подразумевают возможность для людей проходить повторные обследования. Следовательно, если предварительно призывнику была присвоена классификационная категория «В», он может вылечиться, улучшить состояние здоровья, пройти медкомиссию еще раз.

По результатам повторной проверки в индивидуальном порядке будет принято постановление относительно изменения классификационной категории для возможности прохождения военной службы в рядах ВС РФ. Повторная медкомиссия может проходиться призывником сколько угодно раз.

Относительно классификационных категорий призывников распространяется множество слухов

Необходимо обязательно обратить внимание на то, что категория «В» подразумевает утверждение минимальных ограничений

Например, отсутствие возможности оформления водительского удостоверения при ограниченной пригодности к несению военной службы является недостоверной информацией. По данному вопросу отношение к той или иной категории военнослужащих не может играть никакой роли.

Единственной проблемой, которая может послужить препятствием в оформлении водительских прав, считается диагностированное заболевание, в соответствии с которым медицинские работники присвоили призывнику классификационную категорию «В».

Сотрудники ГИБДД не уполномочены отказывать гражданам в оформлении водительских прав, у которых в военном билете указывается ограничение по пригодности к несению службы. Это правило относится и к другим разновидностям оформляемой документации.

В мирное время граждане с присвоенной классификационной категорией «В» не могут проходить службу по контракту, либо проходить обучение в военных училищах. Такие граждане лишаются возможности проходить службу в МВД, либо иных силовых структурах.

Присвоение такой категории подразумевает автоматическое определение призывника в запас без прохождения военной подготовки.

Ограниченно годен к военной службе — что это значит, разъяснит видеоматериал:

Tianhe-2 / Млечный путь-2

• Местоположение: Китай
• Производительность: 33,86 петафлопс
• Теоретический максимум производительности: 54,9 петафлопс
• Мощность: 17,6 МВт

С момента своего первого запуска «Тяньхэ-2», или «Млечный-путь-2», вот уже около двух лет является лидером Top-500. Этот монстр почти в два раза превосходит по производительности №2 в рейтинге – суперкомпьютер TITAN.

Разработанный Оборонным научно-техническим университетом Народно-освободительной армии КНР и компанией Inspur, «Тяньхэ-2» состоит из 16 тысяч узлов с общим количеством ядер в 3,12 миллиона. Оперативная память всей это колоссальной конструкции, занимающей 720 квадратных метров, составляет 1,4 петабайт, а запоминающего устройства – 12,4 петабайт.

«Млечный путь-2» был сконструирован по инициативе китайского правительства, поэтому нет ничего удивительного в том, что его беспрецедентная мощь служит, судя по всему, нуждам государства. Официально было заявлено, что суперкомпьютер занимается различными моделированиями, анализом огромного количества данных, а также обеспечением государственной безопасности Китая.

Учитывая секретность, свойственную военным проектам КНР, остается лишь догадываться, какое именно применение время от времени получает «Млечный путь-2» в руках китайской армии.

Суперкомпьютер Tianhe-2

Дальнейшее развитие

Как появилась «Ангара»

Сеть «Ангара» — это решение, предназначенное для объединения групп компьютеров в вычислительные кластеры и создания суперкомпьютеров высокой производительности. Решение создано на основе параллельных алгоритмов. С помощью «Ангары» в одну сеть можно объединить тысячи компьютеров, даже если у них разные производители и разная архитектура CPU.

CIO и СTO: как меняется влияние ИТ-руководителей в компаниях?
Новое в СХД

Первое поколение «Ангары» увидело свет в 2016 г., когда «Объединенная приборостроительная корпорация», входящая в состав «Ростеха», разработала сетевой адаптер, предназначенный для соединения вычислительных кластеров. Адаптер представлял собой плату с интерфейсом PCI Express х16, оснащенную сверхбольшой интегральной схемой (СБИС). Для связи с другими устройствами были предусмотрены разъемы Samtec HDLSP (до восьми подключений).

СБИС была разработана московским «Научно-исследовательским центром электронной, вычислительной техники» (НИЦЭВТ) и изготовлена тайваньской компанией TSMC по технологии 65 нм. Плату сетевого адаптера НИЦЭВТ изготовил на собственном производстве. На базе адаптера НИЦЭВТ развернул пилотный проект сети, которая получила кодовое имя «Ангара».

История

23 мая 2019 года RIKEN объявил, что суперкомпьютер будет называться Fugaku. В августе 2019 года был представлен логотип Fugaku; на нем изображена гора Фудзи , символизирующая «высокие характеристики Фугаку» и «широкий круг пользователей». В ноябре 2019 года прототип Fugaku занял первое место в списке Green500 . Отгрузка стоек для оборудования на завод RIKEN началась 2 декабря 2019 года и завершилась 13 мая 2020 года. В июне 2020 года Fugaku стал самым быстрым суперкомпьютером в мире в списке TOP500 , вытеснив IBM Summit .

Фугаку использовался для исследования масок, связанных с пандемией COVID-19 .

Новости

• Softline установила в ЛЭТИ СПбГЭТУ суперкомпьютер Nvidia DGX A100
• NVIDIA: от разработки GPU к комплексной ИИ-инфраструктуре для дата-центров. Главные анонсы GTC 2021
• Рынок серверов для дата-центров достиг $45,8 млрд
• IBM начала устанавливать квантовые компьютеры не в госучреждениях
• «Росатом» и Сбербанк совместно занялись квантовыми технологиями
• Рынок инфраструктуры дата-центров завершил год на подъеме
• На рынок вышел первый квантовый ускоритель, работающий при комнатной температуре
• Идёт подготовка ранкинга TAdviser100: Крупнейшие ИТ-компании в России 2021. Анкета участника
• X5 Retail Group совершенствует работу с бизнес-данными с помощью решения IBM Watson Knowledge Catalog
• Самый мощный суперкомпьютер в мире запускается в эксплуатацию

Top500

Основная статья: TOP500

Начиная с 1993, суперкомпьютеры ранжируют в списке Top500. Список составляется на основе теста LINPACK по решению системы линейных алгебраических уравнений, являющейся общей задачей для численного моделирования.

Самым мощным суперкомпьютером в 2020 году по этому списку стал Фугаку, работающий в Центре вычислительных наук Института физико-химических исследований (RIKEN) в Кобе, Япония. Скорость вычислений, производимых им, составляет 442.01 петафлопс (10 в 15 степени вычислительных операций с плавающей запятой в секунду). По этому показателю он в три раза быстрее и в три раза эффективнее предыдущего рекордсмена — Summit, работающего в Ок-Риджской национальной лаборатории в Ок-Ридж, США.

На всех используемых суперкомпьютерах на момент 2018 года используется операционная система Linux. Linux стал использоваться на всех суперкомпьютерах списка с ноября 2017 года, вытеснив последним операционную систему UNIX OS.

Из Linux-систем 64,2% не детализируют дистрибутив, 12,6% используют CentOS, 8,6% — Cray Linux, 5% — SUSE, 3% — RHEL, 0,6% — Scientific Linux, 0,6% — Ubuntu.

В России

Рождение русской морской пехоты связано с боевыми действиями на Балтике. В 1656 году началась русско-шведская война. Царь Алексей приказал отряду стольника Петра Потёмкина действовать в районе устья реки Невы. После того как удалось взять крепость Ниеншанц, Потёмкин посадил своих людей на корабли и 22 июля дал бой шведам в Финском заливе у острова Котлин. Первое морское сражение русские выиграли, захватив в качестве трофея шведскую галеру с пушками, знамёнами и экипажем.

Морской бой со шведами у острова Котлин. 1656 год(источник фото)

К сожалению, несмотря на отдельные успехи, Россия так и не получила выхода к морю. Но в 1668 году для создаваемых морских сил на Волге и в Каспийском море образовали отряд морских солдат во главе с корабельным поручиком. Флагманом флотилии, состоявшей из пяти лёгких судов, стал знаменитыйОрёл» — 22-х пушечный пинас голландского образца, первый русский военный парусный корабль. Но и тут нас преследовала неудача.

Начался мятеж Степана Разина, правительству стало не до плаваний по Каспию.

О кораблях и морской пехоте забыли на двадцать семь лет.

Программное обеспечение и управление системой

Операционные системы

С конца 20 века операционные системы суперкомпьютеров претерпели серьезные преобразования, основанные на изменениях в архитектуре суперкомпьютеров . В то время как ранние операционные системы были адаптированы для каждого суперкомпьютера для увеличения скорости, тенденция заключалась в отходе от внутренних операционных систем к адаптации общего программного обеспечения, такого как Linux .

Поскольку современные суперкомпьютеры с массовым параллелизмом обычно отделяют вычисления от других служб, используя несколько типов узлов , они обычно запускают разные операционные системы на разных узлах, например, используя небольшое и эффективное легкое ядро, такое как CNK или CNL, на вычислительных узлах, но более крупную систему, такую ​​как как производное от Linux на сервере и узлах ввода-вывода .

В то время как в традиционной многопользовательской компьютерной системе планирование заданий , по сути, является проблемой постановки задач для обработки и периферийных ресурсов, в массивно-параллельной системе система управления заданиями должна управлять распределением как вычислительных, так и коммуникационных ресурсов, а также изящно справляться с неизбежными сбоями оборудования при наличии десятков тысяч процессоров.

Хотя в большинстве современных суперкомпьютеров используется операционная система на базе Linux , у каждого производителя есть своя собственная производная от Linux, и отраслевого стандарта не существует, отчасти из-за того, что различия в аппаратных архитектурах требуют изменений для оптимизации операционной системы для каждой конструкции оборудования. .

Программные инструменты и передача сообщений

Широкоугольный обзор коррелятора ALMA

Параллельная архитектура суперкомпьютеров часто требует использования специальных методов программирования для повышения их скорости. Программные инструменты для распределенной обработки включают стандартные API, такие как MPI и PVM , VTL , и программное обеспечение с открытым исходным кодом, такое как Beowulf .

В наиболее распространенном сценарии используются такие среды, как PVM и MPI для слабо связанных кластеров и OpenMP для жестко скоординированных машин с общей памятью. Требуются значительные усилия для оптимизации алгоритма с учетом характеристик межсоединения машины, на которой он будет работать; цель состоит в том, чтобы не допустить, чтобы любой из процессоров тратил время на ожидание данных от других узлов. GPGPU имеют сотни процессорных ядер и программируются с использованием таких моделей программирования, как CUDA или OpenCL .

Более того, отлаживать и тестировать параллельные программы довольно сложно. Для тестирования и отладки таких приложений необходимо использовать специальные методы .

Для чего используются суперкомпьютеры?

Главной ценностью суперкомпьютеров является их постоянно улучшающаяся способность симулировать реальность. Они могут моделировать производственные условия и разрабатывать более совершенные продукты в областях от нефтегазовой промышленности до фармацевтики. Джек Донгарра, один из ведущих экспертов по суперкомпьютерам, сравнивает эту способность с магическим шаром для предсказаний.

«Например, я хочу узнать, что происходит, когда сталкиваются две галактики. Я не могу провести такой эксперимент. Я не могу взять две галактики и столкнуть их. Поэтому я должен построить модель и запустить ее на компьютере. Или другой пример — в прошлом инженеры при проектировании автомобиля заставляли его врезаться в стену, чтобы увидеть, насколько хорошо он выдержит удар. Но это довольно дорого и требует много времени. Сегодня мы просто создаем компьютерную модель машины и заставляем ее врезаться в виртуальную стену», — отметил Донгарра, добавив, что половина пятисот лучших суперкомпьютеров занята в промышленности.

Высокопроизводительные вычисления также важны для оборонного сектора. В частности, сложные симуляции фактически устранили необходимость реальных испытаний оружия, в том числе ядерного.  

Исследовательская лаборатория ВВС — один из пяти центров с суперкомпьютерами Министерства обороны США — выделила четыре суперкомпьютера на исследования в области вооружения. Проект был продвинут как способ помочь ученым «быстро реагировать на самые актуальные и сложные проблемы нашей страны, а также реализовать новые возможности разработки оружия при меньших затратах со стороны налогоплательщиков».

Суперкомпьютеры также используются в области искусственного интеллекта. Как рассказал директор Аргоннской национальной лаборатории Пол Кернс, Aurora предназначена для ИИ следующего поколения, который ускорит научные открытия и сделает возможными улучшения в таких областях, как прогнозирование экстремальных погодных явлений, медицина, картирование головного мозга и разработка новых материалов. Aurora поможет человечеству лучше понять Вселенную, «и это только начало», убежден Кернс.

Однако работа с ИИ — лишь небольшой процент того, что делают суперкомпьютеры. 90% расчетов по-прежнему посвящены традиционным задачам: инженерным симуляциям, моделированию погоды и тому подобному. ИИ занимает во всем этом лишь 5-10%, указывает Эндрю Джонс, консультант по высокопроизводительным вычислениям.

Николь Хемсот, соучредитель The Next Platform, считает, что пройдет еще не менее пяти лет, прежде чем в суперкомпьютеры начнут массово внедрять ИИ и глубокое обучение. При этом будут требоваться куда более мощные вычислительные возможности, чем есть сейчас, отмечает она.

Суперкомпьютер «Фишер»

В России создан первый суперкомпьютер на основе коммуникационной сети (интерконнекта) «Ангара» в коммутаторном исполнении, позволяющей объединять «любое количество компьютеров» в единый вычислительный кластер, сообщает на своем сайте госкорпорация «Ростех». Компьютер получил название «Фишер». Он был создан сотрудниками Научно-исследовательского центра электронной вычислительной техники холдинга «Росэлектроника» для Объединенного института высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН). Это ведущий российский научный центр в области современной энергетики и теплофизики, отмечает «Ростех».

«Фишер» будет использоваться для проведения научных исследований в сфере молекулярной динамики. В частности, с его помощью будут создавать цифровые модели веществ и прогнозировать поведение материалов в экстремальных состояниях. Руководить исследованиями будет доктор физико-математических наук Владимир Стегайлов.

Численность

Vulcan – Blue Gene/Q

• Местоположение: США
• Производительность: 4,29 петафлопс
• Теоретический максимум производительности: 5,03 петафлопс
• Мощность: 1,9 МВт

«Вулкан» разработан американской компанией IBM, относится к семейству Blue Gene и находится в Ливерморской национальной лаборатории имени Э. Лоуренса. Принадлежащий Министерству энергетики США суперкомпьютер состоит из 24 стоек. Функционировать кластер начал в 2013 году.

В отличие уже упомянутого CS-Storm, сфера применения «Вулкана» хорошо известна – это различные научные исследования, в том числе в области энергетики, вроде моделирования природных явлений и анализа большого количества данных.

Различные научные группы и компании могут получить доступ к суперкомпьютеру по заявке, которую нужно отправить в Центр инноваций в области высокопроизводительных вычислений (HPC Innovation Centre), базирующийся в той же Ливерморской национальной лаборатории.

Суперкомпьютер Vulcan  

Конструкция боевой единицы

Производительность

Производительность суперкомпьютеров чаще всего оценивается и выражается в количестве операций над числами с плавающей точкой в секунду (FLOPS). Это связано с тем, что задачи численного моделирования, под которые и создаются суперкомпьютеры, чаще всего требуют вычислений, связанных с вещественными числами, зачастую с высокой степенью точности, а не целыми числами. Поэтому для суперкомпьютеров неприменима мера быстродействия обычных компьютерных систем — количество миллионов операций в секунду (MIPS). При всей своей неоднозначности и приблизительности, оценка во флопсах позволяет легко сравнивать суперкомпьютерные системы друг с другом, опираясь на объективный критерий.

Первые суперкомпьютеры имели производительность порядка 1 кфлопс, то есть 1000 операций с плавающей точкой в секунду. В США компьютер, имевший производительность в 1 миллион флопсов (1 Мфлопс) (), был создан в 1964 году. Известно, что в 1963 году в московском НИИ-37 (позже НИИ ДАР) был разработан компьютер на основе модулярной арифметики с производительностью 2,4 млн оп/с. Это экспериментальный компьютер второго поколения (на дискретных транзисторах) Т340-А (гл. конструктор Д. И. Юдицкий). Однако следует отметить, что прямое сравнение производительности модулярных и традиционных ЭВМ некорректно. Модулярная арифметика оперирует только с целыми числами. Представление вещественных чисел в модулярных ЭВМ возможно только в формате с фиксированной запятой, недостатком которого является существенное ограничение диапазона представимых чисел.

1. Планка в 1 миллиард флопс (1 Гигафлопс) была преодолена суперкомпьютерами NEC SX-2 в 1983 году с результатом 1.3 Гфлопс.
2. В 1996 году суперкомпьютером ASCI Red взят барьер в 1 триллион флопс (1 Тфлопс).
3. Рубеж 1 квадриллион флопс (1 Петафлопс) перейден в 2008 году суперкомпьютером IBM Roadrunner.

В 2010-х годах несколькими странами ведутся работы, нацеленные на создание к 2020 году экзафлопсных компьютеров, способных выполнять 1 квинтиллион операций с плавающей точкой в секунду и потребляющих при этом не более нескольких десятков мегаватт. К 2021 году корпорации Intel и Cray планируют создать первую в США экзафлопсную систему под названием Aurora для Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США.

Какие задачи могут решать

В современном мире время имеет такую же высокую стоимость, как и деньги. Основная задача суперкомпьютера — считать в кратчайшие сроки большие массивы данных. Для этого производительность суперкомпьютера должна в десятки раз превышать обычный ПК.

Решаемые задачи могут быть абсолютной из любой области науки, где используются статистические данные и математическое моделирование. Суперкомпьютеры повсеместно используются для производства оружия, самолетов, в автомобильной промышленности, в строительстве дорог и домов, в научных и космических исследованиях, в конструкторских разработках, в медицине и создании новых лекарств, а также в метеорологии.

Программное обеспечение суперкомпьютеров

Наиболее распространёнными программными средствами суперкомпьютеров, так же, как и параллельных или распределённых компьютерных систем, являются интерфейсы программирования приложений (API) на основе MPI и PVM, и решения на базе открытого программного обеспечения, наподобие Beowulf и openMosix, позволяющего создавать виртуальные суперкомпьютеры даже на базе обыкновенных рабочих станций и персональных компьютеров. Для быстрого подключения новых вычислительных узлов в состав узкоспециализированных кластеров применяются технологии наподобие ZeroConf. Примером может служить реализация рендеринга в программном обеспечении Shake, распространяемом компанией Apple. Для объединения ресурсов компьютеров, выполняющих программу Shake, достаточно разместить их в общем сегменте локальной вычислительной сети.

В настоящее время границы между суперкомпьютерным и общеупотребимым программным обеспечением сильно размыты и продолжают размываться ещё более вместе с проникновением технологий параллелизации и многоядерности в процессорные устройства персональных компьютеров и рабочих станций. Исключительно суперкомпьютерным программным обеспечением сегодня можно назвать лишь специализированные программные средства для управления и мониторинга конкретных типов компьютеров, а также уникальные программные среды, создаваемые в вычислительных центрах под «собственные», уникальные конфигурации суперкомпьютерных систем.

Внешние ссылки и литература

• Абрамов Е. Диверсионные десанты морской пехоты Северного флота в 1941–1944 годах // Диверсанты Второй мировой / ред.-сост. Г. Пернавский. — М.: «Яуза», «Эксмо», 2008. — С. 175–251. — 352 с. — (Военно-исторический сборник). — 5000 экз. — ISBN 978-5-699-31043-2.
• Абрамов Е. П. Подвиг морской пехоты: «Стой насмерть!». — М.: «Яуза», «Эксмо», 2013. — 416 с. — (Сталинский спецназ. Морпехи). — 2500 экз. — ISBN 978-5-699-62623-6.

Архитектура современных Супер-ЭВМ

Архитектура ЭВМ охватывает значительный круг проблем, связанных с созданием комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих большое количество определяющих факторов. Среди этих факторов основными являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство в эксплуатации, а одним из основных компонентов архитектуры считаются аппаратные средства.Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК, так и программно – математическое обеспечение. Структура ЭВМ — совокупность элементов и связей между ними. Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление.

Все компьютеры делятся на четыре класса в зависимости от числа потоков команд и данных.

Второй класс характеризуется наличием одиночного потока команд, но множественного nomoka данных (SIMD). К этому архитектурному классу принадлежат однопроцессорные векторные или, точнее говоря, векторно-конвейерные суперкомпьютеры, например, Cray-1 . В этом случае мы имеем дело с одним потоком (векторных) команд, а потоков данных — много: каждый элемент вектора входит в отдельный поток данных. К этому же классу вычислительных систем относятся матричные процессоры, например, знаменитый в свое время ILLIAC-IV. Они также имеют векторные команды и реализуют векторную обработку, но не посредством конвейеров, как в векторных суперкомпьютерах, а с помощью матриц процессоров.

К третьему классу — MIMD — относятся системы, имеющие множественный поток команд и множественный поток данных. К нему принадлежат не только многопроцессорные векторные суперЭВМ, но и вообще все многопроцессорные компьютеры. Подавляющее большинство современных суперЭВМ имеют архитектуру MIMD.

Четвертый класс в систематике Флинна, MISD, не представляет практического интереса,по крайней мере для анализируемых нами компьютеров. В последнее время в литературе часто используется также термин SPMD (одна программа — множественные данные). Он относится не к архитектуре компьютеров, а к модели распараллеливания программ и не является расширением систематики Флинна. SPMD обычно относится к MPP (т.е. MIMD) — системам и означает, что несколько копий одной программы.

Береговые ракетные комплексы «Редут»