Τεράστιοι υπερυπολογιστές εξακολουθούν να υπάρχουν. Εδώ είναι τι χρησιμοποιούνται για σήμερα

Οι υπερυπολογιστές ήταν μια τεράστια φυλή στη δεκαετία του '90, καθώς οι ΗΠΑ, η Κίνα και άλλοι ανταγωνίστηκαν όλοι για να έχουν τον ταχύτερο υπολογιστή. Ενώ ο αγώνας έχει πεθάνει λίγο, αυτοί οι υπολογιστές τέρας εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται για να λύσουν πολλά από τα προβλήματα του κόσμου.

Δεδομένου ότι ο νόμος του Moore (μια παλιά παρατήρηση που δηλώνει ότι η υπολογιστική ισχύς διπλασιάζεται περίπου κάθε δύο χρόνια) ωθεί περαιτέρω τον υπολογιστικό μας εξοπλισμό, αυξάνεται επίσης η πολυπλοκότητα των προβλημάτων που επιλύονται. Ενώ οι υπερυπολογιστές ήταν αρκετά περιορισμένοι, σήμερα μπορούν να αναλάβουν ολόκληρες αποθήκες, όλες γεμάτες με διασυνδεδεμένα ράφια υπολογιστών.

Τι κάνει έναν υπολογιστή "Super"?

Ο όρος "υπερυπολογιστής" υποδηλώνει έναν γιγαντιαίο υπολογιστή πολλές φορές πιο ισχυρό από τον απλό φορητό σας υπολογιστή, αλλά αυτό δεν θα μπορούσε να απέχει περισσότερο από την υπόθεση. Οι υπερυπολογιστές αποτελούνται από χιλιάδες μικρότερους υπολογιστές, οι οποίοι συνδέονται όλοι μαζί για να εκτελέσουν μία εργασία. Κάθε πυρήνας CPU σε ένα κέντρο δεδομένων πιθανότατα τρέχει πιο αργά από τον επιτραπέζιο υπολογιστή σας. Είναι ο συνδυασμός όλων αυτών που κάνει την πληροφορική τόσο αποτελεσματική. Υπάρχει πολλή δικτύωση και ειδικό υλικό που εμπλέκεται σε υπολογιστές αυτής της κλίμακας και δεν είναι τόσο απλό όσο απλώς συνδέετε κάθε ράφι στο δίκτυο, αλλά μπορείτε να τις οραματιστείτε με αυτόν τον τρόπο και δεν θα βρίσκεστε μακριά από το σημείο.

Όχι κάθε εργασία μπορεί να παραλληλιστεί τόσο εύκολα, οπότε δεν θα χρησιμοποιήσετε έναν υπερυπολογιστή για να εκτελέσετε τα παιχνίδια σας σε ένα εκατομμύριο καρέ ανά δευτερόλεπτο. Ο παράλληλος υπολογισμός είναι συνήθως καλός για την επιτάχυνση των υπολογισμών με πολύ υπολογισμό.

Οι υπερυπολογιστές μετρούνται σε FLOPS ή Floating Point Operations Per Second, το οποίο είναι ουσιαστικά ένα μέτρο για το πόσο γρήγορα μπορεί να κάνει μαθηματικά. Το ταχύτερο είναι η Σύνοδος Κορυφής της IBM, η οποία μπορεί να φτάσει πάνω από 200 PetaFLOPS, ένα εκατομμύριο φορές ταχύτερα από ό, τι "Giga" οι περισσότεροι άνθρωποι συνηθίζουν να.

Έτσι τι χρησιμοποιούνται για; Κυρίως Επιστήμη

Οι υπερυπολογιστές αποτελούν τη ραχοκοκαλιά της υπολογιστικής επιστήμης. Χρησιμοποιούνται στον ιατρικό τομέα για τη διεξαγωγή προσομοιώσεων αναδίπλωσης πρωτεϊνών για την έρευνα για τον καρκίνο, στη φυσική για τη διεξαγωγή προσομοιώσεων για μεγάλα έργα μηχανικής και για θεωρητικούς υπολογισμούς, ακόμη και στον χρηματοοικονομικό τομέα για την παρακολούθηση της χρηματιστηριακής αγοράς για να κερδίσουν πλεονέκτημα σε άλλους επενδυτές.

Ίσως η δουλειά που ωφελεί περισσότερο τον μέσο άνθρωπο είναι η μοντελοποίηση του καιρού. Προβλέποντας με ακρίβεια αν θα χρειαστείτε ένα παλτό και μια ομπρέλα την επόμενη Τετάρτη είναι μια εκπληκτικά δύσκολη δουλειά, αυτή που ακόμα και οι γιγάντιοι υπερυπολογιστές του σήμερα δεν μπορούν να κάνουν με μεγάλη ακρίβεια. Θεωρήσαμε ότι για να τρέξουμε μοντέλα με πλήρη καιρό, θα χρειαστούμε έναν υπολογιστή που θα μετρά την ταχύτητά του στο ZettaFLOPS - άλλα δύο επίπεδα από το PetaFLOPS και περίπου 5000 φορές ταχύτερα από τη Σύνοδο Κορυφής της IBM. Πιθανότατα δεν θα χτυπήσει εκείνο το σημείο μέχρι το 2030, αν και το κύριο θέμα που μας κρατά πίσω δεν είναι το υλικό, αλλά το κόστος.

Το κόστος εκ των προτέρων για την αγορά ή την κατασκευή όλων αυτών του υλικού είναι αρκετά υψηλό, αλλά το πραγματικό kicker είναι ο λογαριασμός ενέργειας. Πολλοί υπερυπολογιστές μπορούν να καταναλώνουν ενέργεια εκατομμυρίων δολαρίων κάθε χρόνο μόνο για να παραμείνουν σε λειτουργία. Έτσι, ενώ δεν υπάρχει θεωρητικά κανένα όριο για το πόσα κτίρια γεμάτα υπολογιστές θα μπορούσατε να συνδέσετε μαζί, κατασκευάζουμε μόνο υπερυπολογιστές αρκετά μεγάλους για να λύσουμε τα τρέχοντα προβλήματα.

Έτσι θα έχω έναν υπερυπολογιστή στο σπίτι στο μέλλον?

Κατά μία έννοια, το κάνετε ήδη. Οι περισσότεροι επιτραπέζιοι υπολογιστές σήμερα ανταγωνίζονται τη δύναμη των παλαιότερων υπερυπολογιστών, ενώ το μέσο smartphone έχει υψηλότερη απόδοση από το περίφημο Cray-1. Έτσι είναι εύκολο να κάνουμε τη σύγκριση με το παρελθόν και να θεωρήσουμε το μέλλον. Αλλά αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός ότι ο μέσος CPU γίνεται πολύ ταχύτερος τα τελευταία χρόνια, κάτι που δεν συμβαίνει τόσο γρήγορα.

Τον τελευταίο καιρό, ο νόμος του Moore επιβραδύνεται καθώς φτάνουμε στα όρια του πόσο μικρά μπορούμε να κατασκευάσουμε τρανζίστορ, έτσι ώστε οι επεξεργαστές να μην γίνονται πολύ πιο γρήγορα. Παίρνουν μικρότερη και πιο αποδοτική ενέργεια, γεγονός που ωθεί την απόδοση της CPU προς την κατεύθυνση περισσότερων πυρήνων ανά τσιπ για τους επιτραπέζιους υπολογιστές και πιο ισχυρό συνολικό για κινητές συσκευές.

Αλλά είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι το πρόβλημα του μέσου χρήστη θέτει εκ νέου ανάγκες πληροφορικής. Μετά από όλα, δεν χρειάζεστε έναν υπερυπολογιστή για να περιηγηθείτε στο Διαδίκτυο και οι περισσότεροι άνθρωποι δεν τρέχουν πρωτεϊνικές αναδιπλούμενες προσομοιώσεις στα υπόγεια τους. Το υλικό υψηλής τεχνολογίας του καταναλωτή σήμερα υπερβαίνει κατά πολύ τις συνήθεις περιπτώσεις χρήσης και συνήθως προορίζεται για συγκεκριμένη εργασία που επωφελείται από αυτό, όπως η απόδοση 3D και η σύνταξη κώδικα.

Έτσι όχι, μάλλον δεν θα έχετε ένα. Οι μεγαλύτερες εξελίξεις θα είναι πιθανότατα στον κινητό χώρο, καθώς τα τηλέφωνα και τα ταμπλέτες πλησιάζουν τα επιτραπέζια επίπεδα ισχύος, η οποία εξακολουθεί να είναι μια αρκετά καλή πρόοδος.

Συντελεστές εικόνας: Shutterstock, Shutterstock