Tema: Superkompyuterlar ge mısallar (qurıw, islew principleri, mikrosxemalar) joba

Superkompyuterlar tarixi:

Itimal, birinshi superkompyuterlardan biri yamasa tariyxshilar bunı sonday klassifikaciyalaǵaninday, 60-jıllarda qurılǵan mashina bolıwı múmkin. Sperry rand Amerika Qospa Shtatları teńiz kúshleri ushın. Keyinirek IBM IBM 7030 sıyaqlı mashinaları bolǵan ullı patsha bolǵan hám basqa kóplegen waqıtlar bo'lar edi. Sonıń menen birge, 60-jıllardıń baslarında Manchester hám Ferranti universiteti atlasları Evropaniń Amerika mashinalarına báseki retinde shiǵarǵan. Aldın vakuum naysheleri (integral mikrosxemalar emes) hám olardıń quramı ushın magnit yadlar almastırıwshı germaniyum tranzistorlardan paydalanıwdı baslaǵan mashinalar, biraq bul ele júdá baslanıwshan edi.
Keyin taǵı bir ullı dáwir - CDC menen kirip kelgen taǵı bir dáwir keledi, ol eski tanıwı tárepinen islep shıǵılǵan CDC 6600 menen, keyinirek bul tarawda jetekshi bolǵan zárúrli kompaniyanı ataydı. Ol jaratqan mashina 1964-jılda qurib bitkizilgen hám birinshilerden bolıp kremniy tranzistorlarınan paydalanǵan. Kremniydiń jańa texnologiyası hám Krey tárepinen islep shıǵılǵan arxitektorshılıq tezligi mashinanı básekige shıdamlısinnan 10 ret tezirek etdi hám olardıń 100 iniń hár birin 8. 000. 000 dollarǵa satdi.
Sizdiń qaltańızda ámeldegi bolǵan smartfon házirgi zamannıń bul superkompyuterlarinnan asıp ketiwin esapqa alsaq, házirde derlik kúlkili bolıp tuyuliwi múmkin bolǵan muǵdar. Mısalı, a SoC Snapdragon 835 yamasa Exynox 8895 Qualcomm yamasa Samsuńden uyqas túrde 13, 4 GFLOPS quwatqa iye, yaǵnıy Cray-10 -dan derlik 2 ret kóp hám Cray-100 den 1 ret kóbirek. Bul úlken mashinalar sizdiń qolıńızda bolǵan zat sıyaqlı kishkene hám kiyim-kenshek zatqa ayaq kiyimińizdiń tiyine jetip barmaydı. Bir neshe on jıllıqlar ishinde biz házirgi superkompyuterlar sıyaqlı kúshli yamasa odan kóp apparatlarǵa ıyelewimiz múmkin, biraq kishi ólshem degi ólshemlerge kemeytiremiz.
Ispaniyada bizde Evropadagi eń kúshli superkompyuterlar, sonıń menen birge IBM tárepinen jaratılǵan hám dúnyadaǵı eń qúdiretli superkompyuterlar bar. Bacelona qalasında jaylasqan hám olardıń bir neshesinen shólkemlesken Ispaniyanıń superkompyuter tarmaǵına tiyisli, mısalı, Malaga Universitetindegi Pikasso, MareNostrum waqıtı-waqıtı menen alatuǵın jańalaniwlarda óshirilgen materiallarǵa tiykarlanadı. Tiykarınan, MareNostrum - bul avtor Den Braundi tańlanıwǵa salatuǵın hám eń shıraylı maǵlıwmatlar orayı (eski monastir arxitektorshiliǵin eń joqarı texnologiyalar menen aralastırıp) saylanǵan mashina bolıp tabıladı.
Superkompyuterdiń qásiyetleri:
Eger kóplegen avtorlar ajralıp tursa da (meniń pikirimshe nadurıs) superkompyuter serverleri hám hátte meynfreymler, men sizdi superkompyuter etdim degen tariypge kóre, serverler superkompyuterlar sıyaqlı jetilisken tárzde qamtıp alınıwı múmkin edi, sebebi olar ápiwayı kompyuterlardan talay ústin bolǵan kompyuterlardan basqa zat emes, tek olar qandayda bir túrdegi xızmetti usınıwǵa arnalǵan. Bir-birinen parıqlaniwi kerek bolǵan birden-bir zat sonda, mashina nege mólsherlengen ine qaray, biz basqalar yamasa basqalardıkinnen ústinlew bolǵan qábiletlerge iye bolamız.
Mısalı, Cloud Storage xızmeti sıyaqlı maǵlıwmatlar ushın mólsherlengen server ushın bizdi qızıqtırarlıq zat shápáátsiz saqlaw múmkinshiligine ıyelewi bolıp tabıladı. Pitimler hám bank operatsiyaların qayta islewge mólsherlengen tiykarǵı kadrlar ushın zárúrli zat onıń esaplaw kúshi boladı. Biraq ekewi da superkompyuter.
Superkompyuterlar ne ushın kerek?
Sonday etip, superkompyuterlar joqarı yad, yad yamasa esaplaw qábiletleri bizge ápiwayı kompyuter menen ete almaytuǵın kóp zatlardı etiwge múmkinshilik beredi, mısalı, birpara ilimiy simulyatsiyalar, matematikalıq mashqalalardi sheshiw, izertlew, xostiń, mińlaǵan yamasa millionlap jalǵanlarǵa xızmetler kórsetiw. Klientler hám basqalar. Qısqa etip aytqanda, olar biz biletuǵın eń jaqsı usıl insaniyat rawajlanıwın tezlestiriw ushın, eger tekserilip atırǵan birpara zatlar ólimli (áskeriy maqsetlerde paydalanıladı) yamasa jeke turmısımızdı urlaw ushın, mısalı, birpara social tarmaq serverleri hám siz bilgen basqa jaǵdaylar.
Bul superkompyuterlar xızmetlerdi usınıw olar siz bilgenińiz sıyaqlı serverler retinde belgili. Bul xızmetler eń túrme-túr bolıwı múmkin:

• 
  Fayl serverleri: olar xostiń xızmetlerinen yamasa veb -betler, saqlaw, FTP serverleri, heterojen tarmaqlar, NFS hám basqalar ushın xostińdan bolıwı múmkin.
  
• 
  LDAP hám DHCP serverleri: aldınǵilarǵa uqsas maǵlıwmatlardı saqlaytuǵın basqa ayriqsha serverler, eger olardıń wazıypası LDAP sıyaqlı oraylastırılǵan kirisiw yamasa DHCP sıyaqlı dinamikalıq IP-lerdi usınıw sıyaqlı basqa wazıypa bolıp tabıladı.
  
• 
  Veb-serverler: olar aldınǵı gruppaǵa kiritiliwi múmkin, sebebi olar maǵlıwmatlardı da saqlaydı, biraq olar veb -betlerdi saqlawǵa jóneltirilgen serverler bolıp, olarǵa tarmaqtan HTTP yamasa HTTPS protokolı arqalı kirisiw múmkin. Sonday etip klientler bul betke óz brauzerlerinen kirisiw múmkinshiligine iye boladılar.
  
• 
  Pochta serverleri: Siz klientlerge elektron pochta xabarların jiberiw hám qabıllawları ushın elektron pochta xızmetlerin usınıwıńız múmkin.
  
• 
  NTP-serverler: olar Internet ushın júdá zárúrli bolǵan waqtın sinxronlastiriw xızmetin usınıs etediler. Olar Network Time Protocol-dıń kemeytiwleri bolıp, qatlamlarda bólistiriledi, eń tómeńi qatlamlar eń anıq. Bul tiykarǵı qatlamlar dı jıl dawamında júdá kem ózgerislerge iye bolǵan atom saatlerı basqaradi, sol sebepli olar júdá anıq waqtın beredi.
  
• 
  Basqalar : basqa serverler úlken maǵlıwmatlar bazaların, úlken maǵlıwmatlardı , hátte kóplegen bultlı xızmetlerdi (IaaS, PaaS, CaaS, SaaS) saqlawı múmkin. Mısalı, vPS (virtual Private Server), yaǵnıy úlken server ishinde virtual mashinalarda o'nlab yamasa júzlegen ajıratılǵan virtual serverler jaratıladı hám qarıydarlarǵa ózi tólewge hájet bolmaǵan wazıypalar ushın bul serverlerden birine iyelik qılıw múmkinshiligi beriledi. haqıyqıy server hám infratuzilma hám texnikalıq xızmet ushın tólew, tek bul xızmetti provaydjerden alıw ushın aqsha tólew.
  

Birpara superkompyuterlar mólsherlengen jasalma intellekt sistemaların (jasalma intellekt) ámelge asırıw ya'ni, programmalıq támiynat algoritmlerı yamasa neyron chipleri tárepinen ámelge asırilatuǵın jasalma neyron tarmaqlardan paydalanıw arqalı úyreniwge ılayıq bolǵan strukturalar. Házir men yadda tutip atrǵan mısallardan biri bul IBM hám Stenford universiteti tárepinen islep shıǵarılǵan IBM Blue Gene superkompyuteri hám BlueMatter algoritmı bolıp, jasalma insan miyasin superkompyutjerde ámelge asırıw hám usınıń menen birpara jaǵdayda ne júz bolıwın analiz qılıw. Altsgeymer sıyaqlı neyrodejenerativ kesellikler, sol sebepli miyda ne júz bolıwın jaqsılaw ańǵarıw hám jańa emlewlerde ilgerilew yamasa eń sırlı organızm tuwrısında kóbirek maǵlıwmatqa ıyelew.
Bunnan tısqarı, biz paydalanatuǵın kóplegen jasalma intellekt xızmetlerin Siri yamasa Amazon sıyaqlı superkompyuterǵa tiykarlanǵan (Echo ushın Alexa-ǵa qarań) hám basqalar. Itimal, meni kóbirek qızıqtırǵan mısal IBM Watson, jasalma intellekt kompyuter sistemasın ámelge asırıwshı, sonıń menen birge, Watson dep atalǵan, ol tábiy tilde dúzilgen sorawlarǵa hám ol ushın programmalastırıwtirilǵan basqa hádiyselerge juwap beriwge ılayıq, mısalı, "pısırıw" yamasa tańlayǵa jaǵımlı bolıwı múmkin bolǵan ińredientlerdiń birpara qospaların biliw.
Kitaplardan kóp maǵlıwmatlar ǵa iye bolǵan úlken maǵlıwmatlar bazasına tiykarlanǵan, entsiklopediyalar (sonday-aq anglichan vikipediya) hám basqa kóplegen derekler, bul jerde juwap beriw ushın maǵlıwmat qıdırıwıńız múmkin. Ol IBM POWER7 mikroprotsessorlerine tiykarlanǵan bolıp, shama menen 16 TB operativ yadqa iye hám oǵada úlken muǵdardaǵı maǵlıwmattı, texnikalıq qurallerdı 3 million dolljerden artıqlaw saqlaw ushın bir neshe PB yadqa iye. Bunnan tısqarı, onı islep shıǵıwshıler sekundta 500 Gb maǵlıwmattı qayta islewleri múmkinligin búydesedi. hám biziń quwanıshimizcha, bul birpara biypul joybarler hám SUSE Linux Enterprise Server operatsion sistemasına tiykarlanǵan.
Biraq superkompyuterlar tiykarınan isletiledi ilimiy qóllanbaler, yamasa ulıwma izertlewler ushın yamasa málim bir áskeriy maqsetler ushın. Mısalı, olar kvant hám yadro fizikasılıq boyınsha kóplegen esap -kitaplerdı orınlaw ushın isletiledi, mısalı, CERN superkompyuteri sıyaqlı elementler boyınsha izertlewler, elementar molekulaler yamasa bóleksheler qanday háreket etiwin túsiniw ushın simulyatsiyaler, erodinamikani úyreniw ushın isletiletuǵın CFD sıyaqlı suyıqlıq simulyatsiyaleri. báyge mashinalerı, samolyotler hám basqalar .
Sonıń menen birge, basqa izertlewler ushın ximiya, biologiya hám medicina. Mısalı, ayırım keselliklerdiń minez-qulqlerın jaqsılaw túsiniwge yamasa o'smaler qanday kóbeyiwin qayta qayta tiklewge urınıw hám usınıń menen saraton keselligi ushın jaqsı sheshim tabıwǵa háreket qılıw. Den Braun MareNostrum haqqında, itimal saraton keselligin emi odan kelip shıǵıwı múmkin, degen umiddaman jáne bul qanshellilik tezirek bolsa, sonsha jaqsı boladı. UMA (Malaga universiteti) de isleydi Migel Ujaldon biz LxA-de tek NvIDIA CUDA menen superkompyutjerde islegenligi ushın intervyu alǵanımız hám ol biziń soǵligimizni jaqsılaytuǵın bul ózgerisler haqqında gápira alıwı múmkin edi... Men basqa tábiy programmalerdı da, mısalı, tábiyaattı úyreniw hám boljaw haqqında oylawım múmkin. hawa rayı, DNK shınjırı hám mutatsiyasini úyreniw, beloklerdı katlama hám yadro partlawılıq sıyaqlı hádiyseler.
Sonı eslep qalıńki, bul barlıq izertlewler hám tekseriwler ushın kútá úlken muǵdardaǵı esap -kitapler talap etiledi júdá anıq matematikalıq hám júdá kóp maǵlıwmattı júdá tez háreketke keltiretuǵın zat, eger adamler bunı aqılń birden-bir járdemi menen etiwleri kerek bolsa, sheshim tabıw ushın ásirler ótiwi kerek edi, usınıń menen bir neshe sekund ishinde bul mashinaler járdeminde ol rawajlana aldı matematikalıq processlerdiń shápáátsiz muǵdarı.
Dúnyadaǵı eń kúshli 500 dane superkompyuterlar dizimi waqıtı -waqıtı menen jańalanıp turadı. Bul haqqında Tap500, bul jerde siz bul mashinaler, maǵlıwmatlar hám basqalar haqqındaǵı kóplegen statistikalıq maǵlıwmatlardı , sonıń menen birge taǵı bir bólek dizimdi tabasız Green500 bul energiya natiyjeliligine, yaǵnıy tekǵana mashina islep shıǵıwı múmkin bolǵan jalpı FLOPSni ólshewge, bálki eń jaqsı FLOPS / W qatnası menen 500 dane mashinanı reytińinde de itibarǵa alınadı.
Usınıń menen birge, dizimge kiritilmegen superkompyuterlar bunnan da kúshlilew bolıwı múmkin, sebebi olar da olar ushın mólsherlengen jasırın húkimet joybarlerı yamasa olardıń qásiyetleri sebepli olar biz keyińi bapta xarakteristikalaytuǵın etalon testler arqalı analiz qılıw ushın talaplerǵa juwap bermeydi hám nátiyjede bul Tap500-de baspa etilmegen. Bunnan tısqarı, bul dizim degi birpara jaqsı jaylastırılǵan mashinaler bul nátiyjelerdi ózgertiwi múmkinligi shubhalı, sebebi olar bul islew analizlerinde jaqsı nátiyjelerge erisiw ushın arnawlı optimallastırılgan, eger ámelde bul onsha emes.
Bul superkompyuterlar ni Tap500 dizimine kirgiziw yamasa bul dizimnen sırtda bolǵanlerdıń jumıs iskerligin ólshew boyınsha testler hámmege málim, tiykarınan olar biziń úyimizdegi kompyuterlerde yamasa mobil apparatlerımızda kóriw ushın uqsas yamasa teń bolıp tabıladı. sizdiń islewińiz. Men programmalıq támiynat haqqında gápiryapman kórsetpeler. Bul túrdegi programmaler málim bir matematikalıq operatsiyalerdı atqaratuǵın júdá anıq kod bólekleri yamasa olardı orınlaw ushın mashinanıń sarplaǵan waqtın ólshewge xızmet etetuǵın cikller bolıp tabıladı.
Soǵan kóre alınǵan baha, ol joqarıda sanap ótilgen tekserisler ushın bul dizimde jaylastırıladı yamasa bul mashinanıń ámeliy dúnyada islewi anıqlanadı. Ádetde, kriterya kórsetkishleri tekǵana protsessor blokın, bálki operativ yad, grafik karta, qattı disk, I / Ol hám basqalar dı da tekseredi. Bunnan tısqarı, olar tekǵana mashina jetiwi múmkin bolǵan kórsetkishlerdi biliw, bálki neni jaqsılaw yamasa keńeytiw kerekligini biliw ushın júdá ámeliy bolıp tabıladı.