Развитие технологий происходит в некотором смысле незаметно. Всего чуть более 50 лет назад человек ступил на поверхность Луны. В этом ему помогла техника, которая по сегодняшним меркам просто смехотворно слаба. Обычный мобильный телефон сегодня в миллионы раз мощнее, чем вся техника НАСА, использованная для полета корабля Аполлон-11 в 1969 году.
Обывателям неизвестно над какими задачами работают компьютерные инженеры сегодня. Да что там, зачастую мы не замечаем, как тот или иной умный прибор прочно входит в нашу жизнь. Вот смартфоны, планшеты и смарт-браслеты – такие привычные вещи, о которых еще 15 лет назад простой человек не мог и мечтать.
Что же считается передовой вычислительной техникой сегодня? Однозначно суперкомпьютеры.
Суперкомпьютер: что это такое?
Как и домашний ПК, суперкомпьютер выполняет функции по хранению и обработке данных, только в других масштабах. Он состоит из нескольких кластеров вычислительных блоков, которые выполняют операции в миллионы раз быстрее, чем обычный ноутбук или настольный ПК.
Если раньше скорость работы компьютеров измерялась в IPS (инструкции в секунду), то для суперкомпьютеров пришлось изобретать новую единицу – FLOPS, то есть операции с плавающей запятой в секунду. Чем это число выше, тем компьютер мощнее.
На момент написания этой статьи самым быстрым в мире суперкомпьютером является Frontier, разработанный компанией Hewlett Packard Enterprise со штаб-квартирой в штате Теннесси, США. Его строительство обошлось в колоссальную сумму – 600 миллионов долларов, а каждый из его 74 блоков весит по 3,5 тонны.
Интересно, что лидером мощности он стал лишь в 2022 году, когда сместил с первого места японский суперкомпьютер Fugaku. Frontier – первый в мире экзафлопсный суперкомпьютер: он выполняет один экзафлопс операций с плавающей запятой в секунду (EFLOPS), что равняется одному квинтиллиону.
Квинтиллион – миллиард миллиардов, единица с 18 нулями.
Для сравнения: скорость самого мощного чипа Apple M1 Ultra составляет около 21 терафлопс (один триллион FLOPS). Число огромное, это факт. Но удивительно то, что еще в 2002 году был компьютер, который развивал скорость еще больше – суперкомпьютер Earth Simulator японского технологического гиганта NEC Corporation. Его скорость была около 36 терафлопс!
Для чего нужен суперкомпьютер?
Конечно, все эти многотонные блоки создаются не только ради научного интереса. Они приносят реальную пользу во всех областях, где требуется обработка больших объемов данных. Вот самые очевидные примеры.
1. Прогнозирование погодных условий
Это, можно сказать, наиболее простое применение суперкомпьютера на практике. Обрабатывая больше метеорологических данных с учетом прошлых прогнозов, суперкомпьютеры дают более точные и быстрые предсказания об изменении погоды в любой точке мира.
Дополнительно суперкомпьютеры помогают ученым выявить последствия климатических изменений и найти способы замедлить пагубное влияние прогресса на планету. Кстати, именно с этой целью в данный момент Microsoft строит суперкомпьютер за миллиардные инвестиции от правительства Великобритании.
2. Запуск симуляций
Компьютерная симуляция – это экономичный способ предсказать результат какой-либо деятельности, не тратя время на длительные эксперименты. Например, симуляция авиаполета помогает выявить недостатки конструкции самолета, повысить аэродинамику и пр. Так улучшается безопасность самолетов и находятся способы экономии при строительстве.
Другой пример – имитация ядерных испытаний и военных маневров. Без компьютерных симуляций на подобные мероприятия пришлось бы потратить уйму госбюджета, израсходовать реальные боеприпасы, нанести непоправимый урон окружающей среде и возможно пожертвовать людскими жизнями.
3. Научные исследования
Мощные вычислительные машины нужны ученым для ускоренной работы с огромными объемами данных. В 2020 году во время пандемии COVID-19 суперкомпьютер Summit компании IBM выполнил колоссальное количество расчетов сразу в нескольких смежных областях – эпидемиологии, биоинформатике и молекулярном моделировании. На обычных ПК эта работа заняла бы десятилетия!
Суперкомпьютеры нужны и в космонавтике. Они моделируют для NASA движение воздушных масс и воды вокруг Земли, ведут поиск экзопланет, анализируют поведение черных дыр и проектируют аэрокосмические транспортные средства.
Суперкомпьютер прямо в кармане
Закон Мура гласит, что мощность компьютеров растет в геометрической прогрессии. Каждые два года скорость вычислений удваивается, инженерам и ученым удается найти решение тех задач, которые ранее считались невыполнимыми.
Когда-нибудь суперкомпьютеры станут обыденностью. Ведь всего десять лет назад такие понятия, как виртуальная реальность, облачные игры и метавселенная, существовали лишь в воображении немногих техноэкспертов и гиков, а сегодня это наша реальность. Будущему поколению даже не придется получать IT-образование и устраиваться работать в Google, чтобы воспользоваться преимуществами суперкомпьютеров: тихо и незаметно они станут частью повседневной жизни, точно так же, как смартфоны, ноутбуки и другие вещи.
Источник: www.makeuseof.com
