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超级计算机仍然是时间的需要

发布时间:2019/08/12 商业 浏览次数:663

 
如今,每当我们想到超级计算机时,我们都认为这些大型计算机系统确实是专门用于博物馆的技术工具。今天的大多数计算机都比我们在第一次听到“计算机”这个术语时曾经使用过的系统要小得多。超级计算机仍然需要一小时。
当我们回顾半个世纪前,我们可以看到世界上最小的计算机是占据整个房间的巨大机器。当时,当微芯片成为系统框架的重要组成部分时,计算机世界完全转变,目前,他们甚至假设人类指甲的大小。
如果我们建造一个标准的房间大小的计算机,并且目前包含许多这类芯片,会发生什么?实际上,我们得到了所谓的超级计算机 – 与传统计算机相比,其处理能力非常重要,能够解决与科学领域相关的最复杂问题。如果是这样,这些超级计算机与我们目前使用的传统机器有何不同?然后,让我们近距离观察!
简介 – 什么是超级计算机?
任何具有性能(无论是设计还是默认)能够使其在数据聚集和功能方面有效竞争的机器都可以称为“超级计算机”。最初设计用于处理大量数据以协助组织以及企业,超级计算机基于与网格和并行处理相关的体系结构和操作原理而工作。
每个进程一次在大量处理器上执行,或者在它们之间分配。尽管超级计算机包含数百万个处理器并且需要相当大的占地面积,但是它们通常包括传统计算机系统的最重要的组件,包括操作系统,外围设备,连接器,应用程序和处理器。
超级计算机市场的当前趋势
根据最近的一份报告,到2022年年底,超级计算机的全球市场规模预计将达到14.5亿美元左右。尽管预计这种快速增长,但在不断变化的技术行业中生存并不是那么容易,许多着名的超级计算机制造商,即戴尔,联想,Cray和HPE,如今都提供各种高性能计算解决方案。
当我们仔细研究现代超级计算机的架构时,我们将能够观察到,整个系统是有意配置的,仅用于并行处理。这与多任务处理完全不同,在多处理程序中,调度机制成功地处理了导致某些并发的若干任务。
虽然,典型的多核处理器意味着个人计算机以及数据中心服务器被视为超级计算机的基本组件,但是,在20世纪末,大多数机器都是由COTS(商用现货)组成的。元素。事实上,在过去,由于技术世界的巨大转变,几个重要因素重新激发了对超级计算机系统的专用架构的需求。
摩尔定律的影响。
1965年,在世界上第一台超级计算机投入使用后不久,英特尔的联合创始人之一戈登·摩尔提出,处理器内的晶体管数量每两年增加一倍,这将导致更高的速度增强器和更大的负担能力记忆解决方案很快
这种激增无疑提高了系统的性能,有助于以更高的生产率应对客户的期望。尽管如此,摩尔的建议在过去几十年中证明是正确的;然而,大多数技术专家强烈声称在实用性方面可能不再适用。
最近,英特尔采用了“Process.Architecture.Optimization”生产模式,取代了传统的“tick-tock”模式,以实现低功耗和高性能的竞争优势。通过这样做,英特尔试图吸引市场对其Xeon产品系列的关注,并宣称该公司致力于提供性能优化的解决方案,以最好地满足其客户的动态系统要求。
明确区分硬件和软件。
在蓬勃发展的PC时代,制造商过去常常将系统硬件和软件作为捆绑产品提供,因此在个人基础上评估硬件组件与应用程序的性能是一项挑战。然而,今天的技术进步使得区分硬件和软件的功能变得更加简单。
范式转向云平台。
近年来,许多组织表示有兴趣在云上迁移业务流程,而不是选择传统供应商提供的服务,例如Rackspace,GoGrid和亚马逊。由于这些组织认为他们的云计算服务供应商将借助与云平台相关的高级功能(而非内部IT部门)来管理其所有业务功能。有利的是,这种看法更多地强调了“计算”,它将所有重要的注意力都带回了超级计算机。
能够预测不断变化的天气状况。
随着全球变暖的影响成为一个无可争议的问题,聚光灯主要集中在超级计算机上,以准确预测不断变化的天气状况。由于复杂的自然海量数据以及气候模式,研究人员正在逐步增加对目前可用的更强大系统(即超级计算机)的投资。
串行和并行处理
您必须能够区分串行和并行。通常,计算机被设计为一次做一件事;这意味着他们在一系列独特的操作中执行这些操作,称为串行处理。这就像一个人在杂货店计费柜台等待,从传送带上拿起产品,扫描并传递它们进行最终包装。
无论人的加载时间或包装时间如何,他检查购物的速度取决于操作员在扫描和处理产品期间的费率,这一直是一个一个。然而,超级计算机的设计目的是为了更快。它将问题分成几部分并一次处理几件;这是并行处理。
这就像一群朋友带着一整套产品到达。每个朋友都可以使用少量产品单独结账并支付费用。一旦每个朋友成功付款,他们可以聚在一起,再次装载购物车,然后离开。并行处理类似于人脑内发生的事情。
为什么超级计算机使用并行处理?
你几乎不能使用我们计算机的处理能力,因为我们使用它们进行浏览,发送电子邮件,编写文档等。但是,如果你尝试做一些复杂的事情,比如改变每张海量数码照片的颜色,我们的电脑就可以做到。可能需要几分钟。在PC上玩游戏时,您已经知道需要快速处理器芯片和大RAM以避免性能下降。
更快的处理器将使计算机的内存和速度加倍,但是有一个限制 – 处理器一次只能做一件事。有所作为的最佳方法是应用并行处理。它可以通过添加更多处理器,将问题分成块,并使用每个处理器并行处理不同的分离问题来完成。
超级计算机需要特殊软件吗?
如果您了解超级计算机运行的是与您的个人计算机上运行的操作系统类似的普通操作系统,请不要感到惊讶。现代超级计算机是现成的工作站或计算机的集群。 Unix是超级计算机使用的操作系统,现在已被Linux取代。
由于超级计算机一般用于研究科学问题,因此他们的应用程序是用传统的科学编程语言编写的,包括Fortran,C和C ++。
超级计算机的主要应用
超大的问题。
具有其功能的超级计算机可以理解和预测复杂的自然灾害。以地震为例。了解地震的每个次要和重要方面都是至关重要的,以避免冒任何生命危险。在超级计算机的帮助下,研究团队多次成功地预测和估算旋风模式。使用专为超级计算机设计和处理的高级软件,这成为可能。
生物学领域。
超级计算机经常被用于诊断几种疾病。超级计算机的主要应用是研究致病因子的行为;只有在此之后才能生产出适当的药物和疫苗。
除此之外,超级计算机发布的研究报告帮助医生更好地了解脑损伤,中风和其他血流问题。
在空中。
超级计算机彻底改变了飞机的设计。信用转向模拟器,协助制造商了解气流动力学,以制造更好,更安全的飞机。
带走
今天,超级计算机可能会对整个行业的数字化转型,早期发现的遗传障碍,更好的天气预报,实现最重要的科学突破,以及制定可靠的商业决策做出巨大贡献。
随着互联网使用量在不久的将来急剧增加,数据量的增加带来了一些与海量数据处理和表面更快计算相关的复杂问题。最强大的计算系统,即超级计算机,可以充分解决这些问题。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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