Sequoia superdator
det är officiellt: USA är hem för världens snabbaste superdator. Men vad exakt är superdatorer och varför ska vi bry oss om dem?
jag bestämde mig för att gå direkt till källan — Mike McCoy, programdirektör för avancerad simulering och databehandling vid Lawrence Livermore National Laboratory. Han är mannen som ansvarar för Sequoia, den rekordbrytande superdatorn som har tagit rubriker och gjort tekniker drool under de senaste dagarna. Förbered dig på att titta på din MacBook Pro i skam.
vad är en superdator?
exakt vad det låter som: en extremt kraftfull dator. Sequoia, en tredje generationens blå Genmaskin från IBM, körs på 1, 6 miljoner processorkärnor. Den kan nå hastigheter upp till 20 petaflops — en petaflop är förresten lika med 1015 operationer per sekund, vilket innebär att Sequoia kan utföra 20 x 1015 operationer varje sekund.
hela shebang kräver 3000 liter vatten per minut för att kyla ner det. Som du kan föreställa dig, tar det mycket energi att hålla den här maskinen igång, med 6 eller 7 megawatt i genomsnitt med toppanvändning närmar sig 9 1/2 megawatt. (En megawatt motsvarar 1 miljon Watt).
”det kan verka som mycket, för det är $6 eller $7 miljoner per år vid makten”, säger McCoy, ”men om vi inte hade arbetat nära IBM kunde det lätt ha varit norr om 10 megawatt.”De 1.6 miljoner kärnor finns på 96 olika ställen, som var och en väger nästan 5000 pund och avger i genomsnitt 100 kilowatt energi, det belopp som behövs för att driva cirka 50 enfamiljshus.
Vem använder dem?
forskare. Var sjätte månad får Lawrence Livermore National Laboratory cirka 20 till 25 förslag från olika nationella laboratorier och accepterar cirka 10 av dem. Vid varje given tidpunkt finns det vanligtvis ett till fyra projekt som använder superdatorn. Prioritet ges till vilket projekt som anses viktigast, och mindre intensiva datoruppgifter utförs av mindre, billigare datorer.
forskare bokar inte tid med Sequoia för att spela Minesweeper. Det här är några komplicerade saker, allt från forskning om hur man imploderar små kapslar väte med en laser för att simulera vad som händer inuti solen för att modellera fysiska system som flygmotorer, jordens klimat och det mänskliga kärlsystemet.
eftersom allvarliga politiska beslut kan baseras på resultat från dessa beräkningar måste de vara extremt exakta — inte en lätt uppgift när du pratar om 1,6 miljoner processorkärnor som behöver kommunicera, synkronisera och, viktigast av allt, inte bryta ner.
”Tänk om du var tvungen att arbeta på en miljon datorer varje dag och var och en av dem var tvungen att arbeta”, säger McCoy. ”Chansen är stor att en av dem skulle misslyckas. Om dina resultat berodde på var och en av dem som arbetar, skulle du inte kunna få något arbete gjort.”
hur mycket kostar en superdator?
så, du är på marknaden för en top-of-the-line superdator. Bortsett från $6 till $ 7 miljoner i årliga energikostnader, kan du förvänta dig att betala någonstans från $100 miljoner till $250 miljoner för design och montering, för att inte tala om underhållskostnaderna.
hur mycket snabbare kan superdatorer få?
varför behöver Sequoia 1,6 miljoner processorkärnor? Eftersom processorer inte blir snabbare.
”fysikens lagar jagar oss”, säger McCoy. ”En av de saker som får processorer att fungera snabbare är att öka processorns frekvens. Vi fann att vi inte kan öka frekvensen som vi brukade helt enkelt för att mängden värme som genereras skulle smälta datorn.”
Om vi inte kan göra processorer snabbare måste vi bara lägga till fler processorer, vilket skulle förklara varför superdatorer fortsätter att bli större och större. Men är en superdator med 100 miljoner kärnor som använder 100 megawatt energi till och med praktisk?
förmodligen inte, varför forskare hoppas att investeringar i ny teknik kan hjälpa oss att så småningom nå exascale nivåer av databehandling, vilket skulle innebära hastigheter upp till 1018operationer per sekund.
hur länge håller dessa superdatorer?
inte särskilt länge. Faktum är att den genomsnittliga superdatorn har en kortare livslängd än din genomsnittliga Xbox 360. ”Datorn kommer att vara i världsklass för kanske 2 eller 2 kg år”, säger McCoy. ”Det är en användbar resurs i ca 5 år. Sedan är det historiskt sett ingen mening att behålla dem eftersom kostnaden för underhåll och kraft är så mycket att det är mer meningsfullt att gå ut och få ett nytt system.”
relaterat:
- kollapsen av Moores lag: Fysiker säger att det redan händer
- Möt Kvantdatorn inuti en diamant-kör den ’för alltid’?
- Möt Intels galna 50-kärniga ’Knights Corner’, världens första 1 TFLOPS-Processor
- foton: en kort historik över datorn
