Reja: Superkompyuterlar haqida qisqa malumot

Mavzu: Superkompyuterlarga misollar.

Reja:

1. 
   Superkompyuterlar haqida qisqa malumot.
   
2. 
   Superkompyuterlarga misollar.
   
3. 
   Kompyuterning asosiy qurilmalarining ishlash
   

prinsipi.

Hayot mavjud ekan, insoniyat doimo oldinga intilib yashaydi. Har bir muammoning yechimida osonroq yo‘llar topishga harakat qiladi. Tarix taraqqiyotida, shunday maqsadlar natijasida juda katta ahamiyatga molik va qudratga ega bo‘lgan ixtirolar kashf etilgan. Bugungi kunda hayotimizning hamma javhalariga kompyuter deb ataluvchi qurilma chuqur o‘rnashib, uning yordamida ko‘pgina ishlar amalga oshirilmoqda. Jahonning rivojlangan mamlakatlarida kompyuter vositasida erishilgan yutuqlar tobora o‘z samarasini berib borayotganligini e’tiborga olib, juda katta mablag‘ talab qilsa ham, eng kuchli kompyuterlar — superkompyuterlarga bo‘lgan qiziqish kun sayin ortib bormoqda.

Superkompyuterlar — ilmiy va muhandislik vazifalarini bajarishda ayni vaqtdagi ishlov berishning eng katta tezligiga ega bo‘lgan kompyuterlardir. Hozirgi vaqtda eng kuchli sinfga kiruvchi superkompyuterlar juda katta tezlik va hajmga ega bo‘lishi bilan baholanadi. Undan tashqari, superkompyuterlar mikroprosessorlarining ko‘pligi ham uning unimdorligini oshishiga xizmat qiladi. Superkompyuter oddiy kompyuterlar bajarishga ojizlik qiladigan o‘ta murakkab masalalarni osonlik bilan hal eta oladi. Shuning uchun superkompyuterlardan ob-havo ma’lumotlarini oldindan tuzish, fazo kemasi harakatini boshqarish, katta ilmiy hisoblash ishlarini bajarish kabi murakkab masalalarni hal etishda foydalaniladi. Statistik tahlilidan superkompyuterlarda qo‘llanilayotgan operatsion tizimlar ichida Linux operatsion tizimi hissasining yuqoriligini kuzatish mumkin. Bugungi kunda ro‘yxatdagi superkompyuterlarning 85.20 foizi Linux operatsion tizmi(426 — Linux, 34 — Aralash, 30 — Unix, 6 — Windows, 2 — BSD, 2 — Mac OS) da ishlamoqda.

Yaponiyaning Fujitsu kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan «K Computer» nomli superkompyuter jahondagi eng kuchli elektron hisoblash mashinasi deb topilgan. Shunday qilib, jahondagi Top-500 superkompyuterlar reytingida birinchi o‘rin sohibi o‘zgardi. 2010-yil noyabr oyidan beri ushbu reytingni Xitoyning Milliy mudofaa texnologiyalari institutiga o‘rnatilgan «Tianhe-1A» superkompyuteri boshqarib kelayotgan edi. Bu haqda CNET internet-nashri xabar bergandi. O‘tkazilgan sinov natijalariga ko‘ra, «K Computer» superkompyuterining unumdorligi soniyasiga 8,16 petaflopni (1 petaflop = soniyasiga suzib yuruvchi nuqta bilan 1 000 000 000 000 000 operatsiya) tashkil etdi. Bu millionta oddiy shaxsiy kompyuter quvvatlarining yig‘indisiga teng. Xitoyning superkompyuteri esa bu borada 2,6 petaflop natijani ko‘rsatdi.

Jahondagi eng kuchli superkompyuterlar beshligiga Amerikaning Jaguar kompyuter tizimi (1,75 petaflop), Xitoyning Nebulae (1,27 petaflop) va Yaponiyaning Tsubame 2.0 (1,19 petaflop) superkompyuterlari ham kirgan. Top-500 superkompyuterlar reytingida eng ko‘p AQSH’da o‘rnatilgan elektron hisoblash mashinalari joy olgan (256 ta). Ikkinchi o‘rinda — Xitoy (62 ta), uchinchi o‘rinda — Germaniya (30 ta), to‘rtinchi o‘rinda — Buyuk Britaniya (27 ta), beshinchida esa — Yaponiya (26 ta). Eslatib o‘tish kerakki, Top-500 superkompyuterlar reytingi yilda ikki marta — noyabr va iyun oylarida yangilanadi. Ro‘yxatning eng yuqori pog‘onasini yaqinda egallagan «K Computer» Yaponiyaning Kobe shahridagi Fizika-kimyo tadqiqotlari instituti (RIKEN) binosiga o‘rnatilgan. Ushbu kompyuter tizimi har birida 8 tadan yadro bo‘lgan 80 ming dona protsessordan iborat. Uni Yaponiyaning Fujitsu kompaniyasi ishlab chiqarqan. “K Computer” superkompyuteri. Fujitsu kompaniyasining matbuot-axborotnomasida yozishicha «K Computer» superkompyuteri 2012-yildan boshlab iqlim o‘zgarishidagi zilzilalalarni modellashtirishda hamda meteorologiya va yadro energetikasi sohalarida ishlatiladi. Yuqorida keltirilgan ma’lumotlar bugungi kunga ham xosligini ta’kidlab o‘tishimiz kerak. Zero axborot texnologiyalari kun sayin shiddat bilan rivojlanib bormoqda. Kelajakda Amerikaning Okrij Milliy fizika laboratoriyasiga eng qudratli superkompyuter o‘rnatilishi kutilmoqda. Bu borada Cray kompaniyasi bilan 20 petaf. Elektrotexnika va ayniqsa elektronika rivojlanib borar ekan, integral mikrosxemalarning ixtiro qilinishi zamonning inkor etib bo‘lmas jiddiy talabiga aylanib bordi. Deyarli bir vaqtning o‘zida bir-biridan bexabar ikki muhandis ixtirochi - Jek Sent-Kler Kilbi (1923-2005) va Robert Norton Noys (1927-1990) integral mikrosxemani ixtiro qilishgan. Mutaxassislar integral mikrosxemalarni qisqartirib IMS deb yuritishadi. IMS bu - juda kichik o‘lchamga keltirilgan elektr zanjiri bo‘lib, u turli xil yarimo‘tkazgichlarni qo‘llash asosida tayyorlanadi. Ba'zan IMSni oddiygina qilib mikrochip ham deyiladi. Shunday IMS-mikrochiplar hozirgi kunda deyarli barcha turdagi elektron uskunalarda - oddiy choy qaynatuvchi elektr choynakdan tortib, murakkab kosmik apparatlarda ham keng qo‘llanilmoqda.

IMSlarda yarimo‘tkazgichlarning o‘tkazuvchanlik xususiyatini elektr maydoni orqali boshqariladi. Monolit IMSlarning ixtiro qilinishi esa, avvallari alohida-alohida tayyorlangan va sxemalarda ham alohida joylashtirilgan elementlar - tranzistorlar, qarshilik, kondensator va ho kazolarni, yarimo‘tkazgich materialdan tayyorlangan bitta kristall mikrochipga favqulodda juda kichik ixcham o‘lchamlarda joylashtirish imkonini berdi. Boz ustiga, sxemalarni qo‘lda yig‘ishdan ko‘ra, IMSni avtomatik yig‘ilishi - juda tezkor va samarali jarayon bo‘lib, bu o‘z navbatida elektron sxemalarning ishonchliligini orttirish bilan birga, ularning tannarxini ham pasayishiga olib keldi. IMSni fotolitografiya, ya'ni, trafaret bo‘yicha kerakli geometrik shakllarni kremniyli asosga quyish orqali tayyorlanadi. IMS juda ixcham bo‘lgani tufayli, undagi tashkiliy elementlarning oraliq masofasi ham juda-juda qisqa bo‘ladi. Bu esa elektr zanjirida yig‘ilgan mantiqning tezkor bajarilishini ta'minlaydi. Jek Kilbi o‘zining IMSini 1958-yilda ixtiro qilgan. Robert Noys esa undan yarim yil keyin o‘z IMSini yasab namoyish qilgan. Yarimo‘tkazgich sifatida Noys IMSida kremniy elementi qo‘llangan bo‘lsa, bu maqsad uchun Kilbi germaniy elementidan foydalangan. Zamonaviy IMSlarning ixchamligi Kilbi va Noys chiplaridan bir necha marta kichrayib, ishlash tezligi ham ulardan chandon ortib ketgan. Xususan, hozirda pochta markasi o‘lchamidek keladigan mitti mikrochip-IMS ichida milliardlab tranzistorlar bo‘ladi. IMSlar ixtiro qilinganidan keyin elektronika va mikroelektronika sohasi shu darajada katta shiddat bilan rivojlanib ketdiki, uning har bir keyingi ilg‘or qadamlari fan-texnika sohasida navbatdagi inqiloblarni yasab bordi. Xususan, biz bilgan va eng yaqin yordamchimizga aylangan kompyuterlar va boshqa istalgan elektron qurilma va uskunalar ham aynan IMSlarning taraqqiyoti tufayli shu darajaga yetib kelgan. Eng qizig‘i esa, IMSlar qanchalik murakkablashib, ixchamlashib borishi bilan bir qatorda, ularning ishlash tezligi, bajaradigan vazifalari ko‘lami ham tobora ortib bordi. Odatda, boshqa turdagi texnika vositalari bunday rivojlanish jarayonida qimmatlashib boradi. Lekin, IMSlar murakkablashish bilan birgalikda, arzonlashib ham borgan. Bu faktga e'tibor qaratgan muhandis Gordon Mur hazil aralash shunday degan ekan: "Agar avtomobil sanoati ham yarimo‘tkazgichlar sohasi singari shiddat bilan rivojlanganda edi, Rolls-Roys mashinalarida 1 litr benzin bilan 200 ming km masofani bosib o‘tish mumkin bo‘lardi, hamda, uni ishxona oldidagi pullik avtoturargohga qo‘ygandan ko‘ra, shunchaki ko‘chaga tashlab ketish arzonroq bo‘lgan bo‘lur edi..." Nima ham derdik, Mur janoblari "Rolls-Roys" olish ishtiyoqida orzuga yetolmay qolib ketgan bo‘lsa kerakki, alam ustida shunday deb yuborgan bo‘lishi mumkin. Ixtirochilarning keyingi taqdiri haqida ham qiziqayotgandirsiz? IMSni birinchi bo‘lib ixtiro qilgan muhandis - Jek Kilbi o‘sha paytlarda "Texas Instruments" kompaniyasiga endigina ishga kirgan yosh xodim bo‘lgan. Kilbining deyarli barcha hamkasblari ta'tilga chiqib ketgan paytda u laboratoriyada ko‘pincha bir o‘zi qolib, IMS modeli ustida muttasil ishlagan.