Другое

Суперкомпьютеры и их применение: для чего они нужны, какие у них задачи

Lorem ipsum dolor

Суперкомпьютер — это специализированное вычислительное устройство, которое в десятки и даже сотни тысяч раз превосходит любой персональный компьютер по техническим характеристикам. Нет четкой границы между компьютерами и суперкомпьютерами. Даже в мире суперкомпьютеров присутствует градация и рейтинг, поэтому суперкомпьютер, стоящий на первом месте в топе, существенно отличается от своего ближайшего предшественника по техническим характеристикам и оснащению, соответственно, чем ниже место в топе, тем сильнее отличие от лидера.

Помимо технической начинки, суперкомпьютер характеризуется большими размерами и внешним видом, не похожим на привычный вам персональный компьютер. Суперкомпьютер — это:

  • большое количество ядер процессора, где счет идет не «единицами»: 2 ядра, 4 ядра, 8 ядер, а миллионами: 1 миллион ядер, 2 миллиона ядер;

  • оперативная память, измеряемая не гигабайтами, а сотнями терабайт;

  • мощность, измеряемая десятками тысяч киловатт;

  • производительность, измеряемая десятками петафлопс;

  • и др.

Суперкомпьютер — что это?

Когда вы покупаете персональный компьютер, в лучшем случае вы приобретаете ему компьютерный стол и выделяете место в комнате. Если представить, что вы покупаете суперкомпьютер, тогда ему понадобится большая комната, а, возможно, и целый этаж здания или здание целиком

У каждого дома есть холодильник. Представьте, что «холодильник» — это всего одна вычислительная ячейка суперкомпьютера. Таких «холодильников» у суперкомпьютера может быть несколько десятков или сотен, при этом:

  • всех их нужно разместить в одной комнате;

  • все они соединены друг с другом и работают как единое целое, поэтому нужны будут километры кабелей;

  • они шумят при работе, поэтому нужно звукоизолировать комнату, где будет расположен суперкомпьютер;

  • они греются при работе, поэтому нужно продумать годную систему охлаждения, ведь воздушная система охлаждения не справляется, а потому подключают водяную систему охлаждения;

  • им нужно обеспечить бесперебойное электроснабжение, причем они потребляют очень много энергии;

  • и др.

То есть суперкомпьютер — это не монитор, клавиатура, мышка и системный блок, а это:

  • большое количество аппаратных частей;

  • большая занимаемая площадь;

  • сопутствующие системы охлаждения и электропитания;

  • обслуживающий персонал;

  • и др.

Для чего нужен суперкомпьютер и такие мощные суперкомпьютерные системы? Этот вопрос многим не дает покоя, особенно пользователям, которые далеки от IT-сферы.

Суперкомпьютеры и их применение

Суперкомпьютеры — это супермощные компьютерные системы. Такие компьютеры решают сверхзадачи, которые обычный персональный компьютер будет решать десятки лет, а может, больше. Но самое интересное, что такие вычислительные задачи находятся вокруг каждого человека, например:

  1. На них ведут расчеты химических формул лекарств, создавая новые фармакологические препараты. То есть можно смоделировать и предугадать, как будет воздействовать новое лекарство на ту или иную болезнь.

  2. Они помогают моделировать ситуации, которые не создать экспериментальным путем. Например, при изучении космоса они могут смоделировать столкновение двух галактик, двух планет, астероида и планет, взрыв Солнца и др. Такие расчеты помогают лучше изучать космос и мир вокруг нас.

  3. При проектировании различных технических устройств на суперкомпьютере можно моделировать ситуации из жизни, проводя эксперименты. Например, вы хотите создать новый автомобиль, и вас интересуют результаты его краш-теста. Не нужно создавать рабочий прототип автомобиля и разбивать его о стену. Такую ситуацию можно смоделировать на суперкомпьютере, не создав при этом ни одного реального прототипа автомобиля.

  4. В военной промышленности больше не нужно постоянно проводить реальные испытания нового оружия. В процессе его создания можно моделировать разные реальные ситуации для оружия на суперкомпьютере. К примеру, при разработке бомб уже не нужно ничего взрывать на полигонах. Все делается в компьютере.

  5. Частично суперкомпьютеры стали использовать при обучении искусственного интеллекта, особенно когда дело касается использования ИИ в научно-исследовательских трудах: метеорологии, медицине, генной инженерии, биоинженерии, прогнозировании чрезвычайных ситуаций, ядерной инженерии, химии и др.

  6. Суперкомпьютеры способны моделировать реальность в виртуальном мире, поэтому когда сейчас говорят о масштабных метавселенных в виртуальной реальности, то подразумевают использование суперкомпьютеров для ее проектирования. 

В общем, когда нужно создать симуляцию каких-то сложных ситуаций, на помощь приходят суперкомпьютеры. К примеру, все, наверное, смотрели или хотя бы слышали о фильме Аватар. Это фильм, который на протяжении всей картины использует крутую компьютерную графику. Однако мало кто знает, что создание компьютерной графики проводилось на суперкомпьютере. Ни один современный персональный компьютер не способен рассчитать графику для подобного фильма.

Заключение

Суперкомпьютеры — это не что-то сверхъестественное. Это устройства, которые уже давно вошли в нашу жизнь, притом что мы особо не придаем значения их работе. К примеру, в России все знают бывший «Сбербанк», который совсем недавно перерос в целую экосистему «Сбер», где, помимо банка, еще есть и магазины, доставка еды, СберМаркет и др. Но мало кто знает, что за плечами возможностей экосистемы «Сбер» стоит суперкомпьютер «Кристофари».

Суперкомпьютеры — это не редкость, и они есть практически у каждой крупной IT-компании или компании, которая связана с IT-сферой. Суперкомпьютеры постоянно развиваются. К примеру, суперкомпьютер начала 90-х по характеристикам очень схож с характеристиками современного смартфона. Но самое интересное, что любой суперкомпьютер — это не самое мощное компьютерное устройство. Относительно недавно свет увидел совершенно новый вид компьютера — квантовый. 

Квантовый компьютер — это что-то новое в компьютерных технологиях. Он работает совершенно по другому принципу, в отличии от современных компьютеров. В нем нет таких понятий, как процессор, оперативная память, ядра и др. Но самое интересное, что квантовый компьютер работает в тысячи раз быстрее, чем самый мощный суперкомпьютер. К квантовым компьютерам есть еще очень много вопросов, однако ни у кого нет сомнений, что будущие суперкомпьютеры будут квантовыми.

Схожие статьи

Самые распространенные типы ошибок в программировании среди новичков
Другое

Самые распространенные типы ошибок в программировании среди новичков

Как победить прокрастинацию и начать действовать, а не отдыхать
Другое

Как победить прокрастинацию и начать действовать, а не отдыхать

Mobile SMARTS программирование: первое знакомство с этой платформой
Другое

Mobile SMARTS программирование: первое знакомство с этой платформой

Flux-архитектура: определение, применение и отличительные характеристики
Другое

Flux-архитектура: определение, применение и отличительные характеристики