Muxammad al-xorazmiy nomidagi

Superkompyuterlarni qo'llash sohalari
Qanday ilovalar bunday qimmat uskunalarni talab qiladi? Ish stoli kompyuterlari va ish stantsiyalari, shuningdek, serverlarning unumdorligi oshgani sayin, superkompyuterga bo'lgan ehtiyoj kamayadi. Bu unday emas. Bir tomondan, bir qator ilovalar endi ish stantsiyalarida muvaffaqiyatli ishga tushirilishi mumkin, biroq boshqa tomondan, vaqt shuni ko'rsatdiki, superkompyuterlardan foydalanish zarur bo'lgan tobora ko'proq yangi ilovalarning paydo bo'lishi barqaror tendentsiyadir.
Avvalo, superkompyuterlarning tijorat sohasiga kirib borish jarayonini ta'kidlash kerak, bu esa ilgari ular uchun mutlaqo imkonsiz edi. Bu faqat aytish haqida emas grafik ilovalar suzuvchi nuqta operatsiyalarida bir xil yuqori ko'rsatkichlar talab qilinadigan kino va televidenie uchun va birinchi navbatda, o'ta yirik ma'lumotlar bazalari uchun tranzaktsiyalarni intensiv (shu jumladan operativ) qayta ishlash bilan bog'liq vazifalar haqida. Vazifalarning ushbu sinfiga qarorlarni qo'llab-quvvatlash tizimlari va axborot omborlarini tashkil etish ham kiradi. Albatta, shuni aytish mumkinki, bunday ilovalar bilan ishlash uchun birinchi navbatda yuqori I/U unumdorligi va butun son unumdorligi talab qilinadi va bunday ilovalar uchun eng maqbul bo'lgan kompyuter tizimlari, masalan, Tandemning Himalaya MPP tizimlari, SGI SMP kompyuterlari CHAL ENGE, DEC-ning AlphaServer 8400 to'liq superkompyuter emas. Ammo shuni esda tutish kerakki, bunday talablar, xususan, yadro fizikasining bir qator qo'llanilishidan, masalan, elementar zarracha tezlatgichlarida tajribalar natijalarini qayta ishlashda paydo bo'ladi. Ammo yadro fizikasi superkompyuterlar paydo bo'lgan kundan boshlab ularni qo'llashning klassik sohasidir.
Qanday bo'lmasin, "meynfreym", "ko'p protsessorli server" va "superkompyuter" tushunchalarining yaqinlashuviga nisbatan aniq tendentsiya mavjud. Ta’kidlash joizki, bu ko‘plab sohalarda boshlangan bo‘linish va markazsizlashtirish jarayonidan farqli o‘laroq, markazlashtirish va konsolidatsiyaga katta siljish fonida sodir bo‘lmoqda.
Superkompyuterlarning an'anaviy ko'lami doimo ilmiy tadqiqotlar bo'lib kelgan: plazma fizikasi va statistik mexanika, kondensatsiyalangan moddalar fizikasi, molekulyar va atom fizikasi, elementar zarralar nazariyasi, gaz dinamikasi va turbulentlik nazariyasi, astrofizika. Kimyoda hisoblash kimyosining turli yo'nalishlari: kvant kimyosi (shu jumladan katalizatorlar va o'ta o'tkazgichlar kabi yangi materiallarni loyihalash uchun elektron struktura hisoblari), molekulyar dinamika, kimyoviy kinetika, sirt hodisalari nazariyasi va qattiq jismlar kimyosi, dori vositalarini loyihalash. Tabiiyki, bir qator qo‘llanish sohalari kimyo va biologiya kabi tegishli fanlar chorrahasida joylashgan bo‘lib, texnik ilovalar bilan bir-biriga mos tushadi. Shunday qilib, meteorologiya muammolari, atmosfera hodisalarini o'rganish va birinchi navbatda, zamonaviy superkompyuterlarning quvvati doimiy ravishda etarli bo'lmagan ob-havoning uzoq muddatli prognozi muammosi bir qator muammolarni hal qilish bilan chambarchas bog'liq. yuqorida sanab o'tilgan fizika muammolari. Superkompyuterlar qo'llaniladigan texnik muammolar qatorida biz aviatsiya va avtomobil sanoati, atom energetikasi, foydali qazilmalar konlarini bashorat qilish va o'zlashtirish, neft va gaz sanoati (shu jumladan konlardan samarali foydalanish muammolari, ayniqsa uchta) vazifalarini ko'rsatamiz. -ularni o'rganishning o'lchovli muammolari), va nihoyat, yangi mikroprotsessorlar va kompyuterlar, birinchi navbatda, superkompyuterlarning o'zlari.
Superkompyuterlar an'anaviy ravishda harbiy maqsadlarda qo'llaniladi. Ommaviy qirg'in qurollarini yaratish va samolyotlar va raketalarni loyihalash bo'yicha aniq vazifalarga qo'shimcha ravishda, masalan, jim suv osti kemalari dizayni va boshqalarni eslatib o'tish mumkin. Eng mashhur misol - Amerika SDI dasturi. AQSh Energetika vazirligining yuqorida aytib o'tilgan MPP kompyuteri yadro qurolini taqlid qilish uchun ishlatiladi, bu esa ushbu mamlakatda yadro sinovlarini butunlay bekor qilish imkonini beradi.
Hozirgi zamon ilovalarining superkompyuterlariga potentsial ehtiyojlarni tahlil qilib, ularni shartli ravishda ikki sinfga ajratishimiz mumkin. Birinchisi, har bir holatda qanday ishlash darajasiga erishish kerakligini biladigan ilovalarni o'z ichiga oladi, masalan, uzoq muddatli ob-havo prognozi. Ikkinchi toifaga o'rganilayotgan ob'ekt hajmining oshishi bilan hisoblash xarajatlarining tez o'sishi bilan tavsiflangan vazifalar kiradi. Masalan, kvant kimyosida molekulalarning elektron strukturasini ab initio hisoblash uchun N ^ 4 yoki H ^ 5 ga mutanosib hisoblash resurslari talab qilinadi, bu erda N shartli ravishda molekula hajmini tavsiflaydi. Endi ko'plab molekulyar tizimlar soddalashtirilgan model ko'rinishida o'rganishga majbur. Zaxirada (biologik tizimlar, klasterlar va boshqalar) kattaroq molekulyar shakllanishlar bilan kvant kimyosi superkompyuter resurslarining "potentsial cheksiz" foydalanuvchisi bo'lgan dastur misolini taqdim etadi.
Superkompyuterlardan foydalanishning yana bir muammosi bor, uni aytib o'tish kerak - bu hisob-kitoblar natijasida olingan ma'lumotlarning vizualizatsiyasi. Ko'pincha, masalan, grid usuli yordamida differentsial tenglamalarni yechishda, odam oddiygina raqamli shaklda qayta ishlay olmaydigan ulkan hajmdagi natijalar bilan shug'ullanishi kerak. Bu erda ko'p hollarda axborotni taqdim etishning grafik shakliga murojaat qilish kerak. Har qanday holatda ham, kompyuter tarmog'i orqali axborotni tashish muammosi paydo bo'ladi. So'nggi paytlarda ushbu kompleks muammolarni hal qilishga tobora ko'proq e'tibor qaratilmoqda. Xususan, mashhur milliy markaz Supercomputing Applications USA (NCSA) Silicon Graphics bilan birgalikda “kelajakning super hisoblash muhiti” dasturi ustida ishlamoqda. Ushbu loyiha POWER CHALLENGE superkompyuterlari va SGI ning vizualizatsiya vositalari imkoniyatlarini axborot supermagistrali bilan birlashtiradi.