supercomputerul Sequoia
este oficial: Statele Unite găzduiesc cel mai rapid supercomputer din lume. Dar ce sunt exact supercomputerele și de ce ar trebui să ne pese de ele?
am decis să merg direct la sursă — Mike McCoy, director de program pentru simulare avansată și calcul la Laboratorul Național Lawrence Livermore. El este omul responsabil de Sequoia, supercomputerul record, care a fost hapsân titluri și de a face techies saliveze în ultimele câteva zile. Pregătește-te să te uiți la MacBook Pro în rușine.
ce este un supercomputer?
exact cum sună: un computer extrem de puternic. Sequoia, o mașină Blue Gene de a treia generație de la IBM, rulează pe 1,6 milioane de nuclee de procesor. Poate atinge viteze de până la 20 petaflops — un petaflop, apropo, este egal cu 1015 operații pe secundă, ceea ce înseamnă că Sequoia poate efectua 20 x 1015 operații în fiecare secundă.
întregul shebang necesită 3.000 de galoane de apă pe minut pentru a-l răci. După cum vă puteți imagina, este nevoie de multă energie pentru a menține această mașină în funcțiune, folosind 6 sau 7 megawați în medie, cu o utilizare maximă care se apropie de 9 1/2 megawați. (Un megawatt este egal cu 1 milion de wați).
„asta ar putea părea mult, pentru că asta înseamnă 6 sau 7 milioane de dolari pe an la putere”, spune McCoy, „dar dacă nu am fi lucrat îndeaproape cu IBM, ar fi putut fi cu ușurință la nord de 10 megawați.”Acestea 1.6 milioane de nuclee sunt situate pe 96 de rafturi diferite, fiecare cântărind aproape 5.000 de lire sterline și degajă o medie de 100 de kilowați de energie, cantitatea necesară pentru alimentarea a aproximativ 50 de case unifamiliale.
cine le folosește?
cercetători. La fiecare șase luni, Laboratorul Național Lawrence Livermore primește în jur de 20 până la 25 de propuneri de la diferite laboratoare naționale și acceptă aproximativ 10 dintre ele. La un moment dat, există de obicei unul până la patru proiecte care utilizează supercomputerul. Se acordă prioritate oricărui proiect considerat cel mai important, iar sarcinile de calculator mai puțin intense sunt efectuate de computere mai mici și mai puțin costisitoare.
cercetătorii nu își rezervă timp cu Sequoia pentru a juca Minesweeper. Acestea sunt câteva lucruri complicate, variind de la cercetări despre cum să implodezi capsule minuscule de hidrogen cu un laser pentru a simula ce se întâmplă în interiorul soarelui până la modelarea sistemelor fizice, cum ar fi motoarele aeronavelor, clima Pământului și sistemul vascular uman.
deoarece deciziile politice serioase se pot baza pe rezultatele acestor calcule, acestea trebuie să fie extrem de precise — nu este o sarcină ușoară atunci când vorbim despre 1,6 milioane de nuclee de procesor care trebuie să comunice, să se sincronizeze și, cel mai important, să nu se descompună.
„Imaginați-vă dacă ar trebui să lucrați pe un milion de PC-uri în fiecare zi și fiecare dintre ele ar trebui să funcționeze”, spune McCoy. „Sunt șanse ca unul dintre ei să eșueze. În cazul în care rezultatele depind de fiecare dintre ele de lucru, nu ar fi capabil de a obține orice lucru făcut.”
cât costă un supercomputer?
deci, sunteți în piață pentru un supercomputer de top-of-the-line. În afară de costurile anuale de energie de la 6 la 7 milioane de dolari, vă puteți aștepta să plătiți oriunde de la 100 de milioane la 250 de milioane de dolari pentru proiectare și asamblare, ca să nu mai vorbim de costurile de întreținere.
cât de repede pot ajunge supercomputerele?
de ce Sequoia necesită 1,6 milioane de nuclee de procesor? Deoarece procesoarele nu devin mai rapide.
„legile fizicii ne vânează”, spune McCoy. „Unul dintre lucrurile care fac procesoarele să funcționeze mai repede este creșterea frecvenței procesoarelor. Am descoperit că nu putem crește frecvența așa cum obișnuiam pur și simplu pentru că cantitatea de căldură generată ar topi computerul.”
dacă nu putem face procesoarele mai rapide, trebuie doar să adăugăm mai multe procesoare, ceea ce ar explica de ce supercomputerele continuă să devină din ce în ce mai mari. Dar este un supercomputer cu 100 de milioane de nuclee folosind 100 de megawați de energie chiar practic?
probabil că nu, motiv pentru care cercetătorii speră că investițiile în noile tehnologii ne pot ajuta să atingem în cele din urmă niveluri exascale de calcul, ceea ce ar însemna viteze de până la 1018 operațiuni pe secundă.
cât durează aceste supercomputere?
nu foarte mult timp. De fapt, supercomputerul mediu are o durată de viață mai scurtă decât media Xbox 360. „Computerul va fi de clasă mondială poate pentru 2 sau 2 ani de la un sfert de secol”, spune McCoy. „Este o resursă utilă de aproximativ 5 ani. Apoi, din punct de vedere istoric, nu are sens să le păstrăm, deoarece costul întreținerii și al energiei este atât de mult încât are mai mult sens să ieșim și să obținem un nou sistem.”
legate de:
- prăbușirea Legii lui Moore: Fizicianul spune că se întâmplă deja
- Faceți cunoștință cu computerul cuantic din interiorul unui diamant-funcționează ‘pentru totdeauna’?
- Faceți cunoștință cu nebun Intel 50-Core ‘Knights Corner’, primul procesor 1 TFLOPS din lume
- fotografii: o scurtă istorie a computerului
