Wat is een Supercomputer precies?

Het is officieel: de Verenigde Staten is de thuisbasis van ‘ s werelds snelste supercomputer. Maar wat zijn supercomputers precies en waarom zouden we om ze geven?

Ik besloot direct naar de bron te gaan — Mike McCoy, programmadirecteur voor geavanceerde simulatie en computing bij Lawrence Livermore National Laboratory. Hij is de man die de leiding heeft over Sequoia, de recordbrekende supercomputer die de laatste dagen krantenkoppen haalt en techneuten laat kwijlen. Bereid je voor om schaamteloos naar je MacBook Pro te kijken.

Wat is een supercomputer?

precies hoe het klinkt: een extreem krachtige computer. Sequoia, een derde generatie Blue Gen machine van IBM, draait op 1,6 miljoen processorkernen. Het kan snelheden bereiken tot 20 petaflops — een petaflop is trouwens gelijk aan 1015 operaties per seconde, wat betekent dat Sequoia 20 x 1015 operaties per seconde kan uitvoeren.

de hele plant heeft 3000 liter water per minuut nodig om het af te koelen. Zoals je je misschien kunt voorstellen, kost het veel energie om deze machine aan de gang te houden, waarbij gemiddeld 6 of 7 megawatt wordt gebruikt met een piekverbruik van bijna 9 1/2 megawatt. (Een megawatt is gelijk aan 1 miljoen watt).

“dat lijkt misschien veel, want dat is $ 6 of $ 7 miljoen per jaar aan de macht, “zegt McCoy,” maar als we niet nauw hadden samengewerkt met IBM had dat gemakkelijk ten noorden van 10 megawatt kunnen liggen.”Die 1.6 miljoen kernen bevinden zich op 96 verschillende rekken, die elk bijna 5000 pond weegt en gemiddeld 100 kilowatt energie afgeeft, de hoeveelheid die nodig is om ongeveer 50 eengezinswoningen van stroom te voorzien.

Wie gebruikt ze?

onderzoekers. Elke zes maanden, Lawrence Livermore National Laboratory krijgt ongeveer 20 tot 25 voorstellen van verschillende nationale laboratoria en accepteert ongeveer 10 van hen. Op elk moment zijn er meestal een tot vier projecten met behulp van de supercomputer. Prioriteit wordt gegeven aan elk project dat het belangrijkst wordt geacht, en minder intensieve computertaken worden uitgevoerd door kleinere, minder dure computers.

onderzoekers boeken geen tijd met Sequoia om Mijnenveger te spelen. Dit is ingewikkeld, variërend van onderzoek naar het imploderen van kleine capsules waterstof met een laser om te simuleren wat er in de zon gebeurt tot het modelleren van fysieke systemen zoals vliegtuigmotoren, het klimaat van de aarde en het menselijk vaatstelsel.

omdat serieuze beleidsbeslissingen gebaseerd kunnen zijn op de resultaten van deze berekeningen, moeten ze uiterst nauwkeurig zijn — geen gemakkelijke taak als je het hebt over 1,6 miljoen processorkernen die moeten communiceren, synchroniseren en, belangrijker nog, niet afbreken.

“stel je voor dat je elke dag op een miljoen pc’ s moest werken en elk van hen moest werken,” zegt McCoy. “De kans is groot dat een van hen zou falen. Als uw resultaten afhankelijk van elk van hen werken, zou je niet in staat zijn om elk werk gedaan te krijgen.”

hoeveel kost een supercomputer?

dus, je bent in de markt voor een top-of-the-line supercomputer. Afgezien van de $6 tot $7 miljoen aan jaarlijkse energiekosten, kunt u verwachten om overal te betalen van $100 miljoen tot $250 miljoen voor ontwerp en montage, niet te vergeten de onderhoudskosten.

hoeveel sneller kunnen supercomputers worden?

Waarom heeft Sequoia 1,6 miljoen processorkernen nodig? Omdat processors niet sneller worden.”The laws of physics are hunting us down”, zegt McCoy. “Een van de dingen die ervoor zorgen dat processors sneller werken is het verhogen van de frequentie van de processors. We ontdekten dat we de frequentie niet kunnen verhogen zoals we vroeger deden, simpelweg omdat de hoeveelheid opgewekte warmte de computer zou smelten.”

als we processors niet sneller kunnen maken, moeten we gewoon meer processors toevoegen, wat zou verklaren waarom supercomputers steeds groter worden. Maar is een supercomputer met 100 miljoen kernen die 100 megawatt energie gebruiken wel praktisch?

waarschijnlijk niet, en daarom hopen de onderzoekers dat investeringen in nieuwe technologieën ons uiteindelijk kunnen helpen om exaschaal-niveaus van computing te bereiken, wat snelheden tot 1018 operaties per seconde zou betekenen.

hoe lang gaan deze supercomputers mee?

niet erg lang. In feite, de gemiddelde supercomputer heeft een kortere levensduur dan uw gemiddelde Xbox 360. “De computer zal misschien 2 of 2 ½ jaar van wereldklasse zijn”, zegt McCoy. “Het is een nuttige bron voor ongeveer 5 jaar. Dan, historisch gezien, heeft het geen zin om ze te houden, omdat de kosten van onderhoud en stroom is zo veel dat het zinvoller is om uit te gaan en een nieuw systeem te krijgen.”

gerelateerd:

• de ineenstorting van de wet van Moore: Fysicus zegt dat het al gebeurt
• ontmoet de quantumcomputer in een diamant-draait het ‘voor altijd’?
• Maak kennis met Intel ’s Crazy 50-Core’ Knights Corner’, ’s werelds eerste 1 TFLOPS-Processor
• foto’ s: een korte geschiedenis van de Computer