DidMix - новости HI-Tech » Компьютеры » История создания суперкомпьютеров, характеристики и работа
10-03-2021, 13:32
0

История создания суперкомпьютеров, характеристики и работа

0

История создания

Первые суперкомпьютеры были созданы в 1960-х Сеймуром Креем. Публика была сделана доступной через его компанию Cray Research . В 1980-х и начале 1990-х годов многие малые предприятия вышли на рынок суперкомпьютеров. Однако в начале 1990-х их вытеснили крупные «традиционные компании», такие как IBM и HP.

Мы можем назвать компьютерную машину суперкомпьютером только в соответствии с текущими характеристиками того времени, когда она была разработана и построена. Причина относительности этого атрибута - быстрое развитие в этой области, потому что это занимает всего несколько лет, и обычные компьютеры полностью соответствуют производительности суперкомпьютера, которому несколько лет. В первой машине Cray были простые и быстрые скалярные процессоры, примерно в 10 раз быстрее, чем те, которые обычно используются в коммерческой сфере. В 1970-х недорогие машины на базе векторных процессоров поступали на рынок от мелких производителей с новой запатентованной архитектурой. Распараллеливание, от четырех до шестнадцати вычислительных ядер, начинает активно продвигаться. В начале 1990-х началась волна огромного распараллеливания. Это привело к появлению суперкомпьютеров, построенных на серверных процессорах архитектур PowerPC, Itanium.и x86-64. Изначально они представляли собой ряд эквивалентных процессоров, объединенных во взаимосвязанные структуры. Сегодня наступила эра гибридных решений, в которых разные типы процессоров используются для разных частей вычислительного процесса. Ее «основателем» становится IBM с системой на базе процессоров Cell и Opteron для Национальной лаборатории Лос-Аламоса

Железо и софт

Вычислительная мощность суперкомпьютеров влечет за собой чрезвычайную сложность аппаратного и программного обеспечения.

Питание и охлаждение

Питание и охлаждение - наиболее очевидная проблема. Суперкомпьютеры собираются из большого количества параллельно подключенных процессоров, потребление которых аналогично потреблению компьютеров, обычно доступных на рынке. Из-за размеров всей системы их потребление огромно, что предъявляет высокие требования к внутренней электропроводке, которую необходимо охлаждать. В некоторых случаях сверхпроводящие материалы используются в сочетании с охлаждением до температуры, близкой к абсолютному нулю . Охлаждение самих процессоров - тоже непростая задача. Сегодня наиболее распространенным методом является использование гидравлического контура. Иногда используют азотное или гелиевое охлаждение.


Большой объем передаваемых данных

Еще одна проблема - это большой объем передаваемых данных. Сети должны иметь огромную пропускную способность и в то же время быть достаточно быстрыми. Однако их скорость ограничена скоростью распространения электромагнитного импульса. Будь то оптическая или металлическая сеть, скорость передачи данных ограничена скоростью света. Даже оперативная память должна быть достаточно большой, быстрой и близкой.

Высокие частоты

Еще одна проблема - высокие частоты порядка ГГц. На высоких электрических частотах импульс теряет способность распространяться даже по очень коротким проводникам. Это потому, что каждый проводник становится почти идеальной антенной, если его длина составляет не менее половины длины волны эл. сигнал в этом проводе. Следовательно, необходимо выполнять все соединения с использованием линий или волноводов, что, однако, предъявляет высокие требования к конструкции и использованию материалов.

Технологии из мира суперкомпьютеров

Векторная обработка
Жидкостное охлаждение
Неравномерный доступ к памяти (NUMA)
Чередующиеся диски (позже называемые RAID )
Параллельные файловые системы

Программного обеспечения

Программные инструменты, необходимые для параллельных и распределенных процессов, требуют специальных технологий. Например, стандартные API, такие как MPI , PVM или кластерные решения с открытым исходным кодом, такие как Beowulf , WareWulf , openMosix . Эти инструменты, соответственно, позволят создать суперкомпьютер. кластер, из нескольких связанных между собой рабочих станций. ZeroConf (Rendezvous / Bonjour) технологии используются для создания кластеров однооперационных для специализированного программного обеспечения , таких как встряска от Apple (редактирование изображений и создание). В этой области является программным обеспечением с открытым исходным кодом на том же уровне, что и коммерческое.

Программирование

Параллельная архитектура напрямую требует использования специальных методов и инструментов, чтобы максимально использовать доступную производительность. Часто используются специальные компиляторы для языка Fortran , которые генерируют более быстрый код, чем компиляторы C и C ++ . Язык программирования Fortran предназначен непосредственно для научных и технических расчетов. Для разработки параллелизма используются такие среды, как PVM , MPI или OpenMP

Прокомментировать
Ваш комментарий:
Введите код с картинки:*
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив

Пишите письма

© 2018-2021 Дидмикс.ком. Все права защищены. Копирование, перепечатка с сайта запрещена без письменного разрешения!

Все изображения, логотипы и торговые марки (знаки) принадлежат их владельцам и компаниям.

Политика конфиденциальности

  • Яндекс.Метрика
Регистрация