Що таке суперкомпʼютер і для чого його використовують?

Суперкомп’ютери здатні виконувати квадрильйони операцій за секунду. Але що таке суперкомпʼютер насправді і як він використовується? Легко забути, як швидко розвиваються технології. Трохи більше ніж 50 років тому людина вперше ступила на Місяць використовуючи технологію, яка була смішно слабкою за сучасними мірками. Насправді ваш сучасний смартфон уже в мільйони разів потужніший за всю сукупну обчислювальну потужність NASA (Національне управління з аеронавтики і дослідження космічного простору), використану для місії «Аполлон-11» у 1969 році. Усе змінилося настільки швидко, що тепер у нас є суперкомпʼютери, які допомагають нам розуміти світ, упорядковувати дані та працювати швидше, ніж будь-коли раніше. Дізнаймося, що таке суперкомпʼютер, чому він важливий та для чого його використовують. Також рекомендуємо почитати про 10 найпотужніших у світі суперкомпʼютерів станом на серпень 2022 року.

Що таке суперкомпʼютер?

Суперкомпʼютер виконує ту саму функцію зберігання та обробки даних, що й звичайний персональний компʼютер, але в такому великому масштабі, що важко уявити. Усередині суперкомпʼютера є кілька кластерів процесорів, які допомагають виконувати операції в мільйон разів швидше, ніж ваш звичайний ноутбук або настільний ПК.

У той час як старі компʼютери вимірювалися в IPS (instructions per second – інструкції за секунду), суперкомпʼютери вимірюються у FLOPS (floating point operations per second – операції з рухомою комою за секунду). Чим більше це число, тим потужніший суперкомпʼютер.

Frontier (Hewlett Packard Enterprise)

На момент написання статті найшвидшим суперкомп’ютером у світі є Frontier, розроблений компанією Hewlett Packard Enterprise, розташований в штаті Теннессі, США. Цей компʼютер коштував колосальних $ 600 млн, а кожна з його 74 обчислювальних шаф важить близько 3.63 тонн. У 2022 році він потіснив японський компʼютер Fugaku, який раніше мав титул найпотужнішого суперкомпʼютера. Frontier є першим у світі суперкомп’ютером, що здатен обчислювати один квінтильйон обчислень з рухомою комою за секунду (також званий екзафлопс або EFLOPS).

Fugaku (Fujitsu)

Для довідки, наразі, найпотужніший ARM-чип компанії Apple, 64-ядерний M1 Ultra, має потужність 21.23 TFLOPS (1 трлн FLOPS). І хоча це вражає, ви можете бути здивовані, дізнавшись, що суперкомпʼютер Earth Simulator від японського технологічного гіганта NEC досягав швидкості близько 36 терафлопсів ще у 2002 році!

Earth Simulator (NEC)

Для чого використовують суперкомпʼютер?

Суперкомпʼютери дійсно є надзвичайно швидкі, але що вони насправді роблять? Які реальні переваги вони пропонують? Що ж, суперкомпʼютери можна використовувати в будь-якій сфері, яка потребує обробки великих обсягів даних. Ось кілька прикладів:

Прогнозування погоди

Мабуть, найпростішим застосуванням суперкомпʼютерів є підвищення точності прогнозів погоди. Збираючи та обробляючи більше даних про погоду та враховуючи точність попередніх прогнозів, суперкомпʼютери допомагають нам прогнозувати погоду точніше та швидше. Суперкомпʼютери також можуть допомогти нам зрозуміти наслідки зміни клімату та знайти способи їхнього уповільнення. Наразі відомо, що корпорація Microsoft будує суперкомпʼютер для цієї мети з інвестиціями уряду Великої Британії у розмірі кількох мільярдів фунтів стерлінгів.

Проведення моделювання

Запуск моделювання – це чудовий спосіб передбачити результат діяльності, фактично її не виконуючи. Наприклад, проведення моделювання літаків допомагає зрозуміти атмосферний опір і створити більш аеродинамічні конструкції. Це допомагає зробити літаки безпечнішими та економнішими. Іншим прикладом є моделювання ядерних випробувань і проведення експериментів та демонстрацій для військового використання. Завдяки цим тестам моделювання такі випробування не потрібно проводити насправді.

Наукове дослідження

Вчені зазвичай працюють із великими масивами даних, а суперкомпʼютери полегшують роботу, надаючи результати швидше. У 2020 році, під час пандемії COVID-19, суперкомпʼютер Summit від компанії IBM, допоміг у боротьбі з вірусом, дозволивши дослідникам виконувати дуже велику кількість обчислень у сфері епідеміології, біоінформатики та молекулярного моделювання. Суперкомпʼютери також корисні вченим NASA для моделювання руху повітряних мас і води навколо планети для вивчення клімату Землі, полювання на екзопланети, вивчення поведінки чорних дір або проєктування аеронавігаційних чи аерокосмічних апаратів.

Суперкомпʼютер у вашій кишені

Можливо, ви знаєте про знаменитий Закон Мура. У ньому сказано, що компʼютери подвоюють швидкість кожні два роки, що призводить до експоненціального зростання їхньої обчислювальної потужності, що дозволяє нам виконувати дедалі складніші завдання, які раніше вважалися неможливими. Лише десять років тому такі поняття, як віртуальна реальність, хмарні ігри, метавсесвіт та багато інших, були обмежені уявою небагатьох експертів і ґіків.

Сьогодні ж ми вже на шляху до втілення всього цього в реальність, оскільки наші компʼютери стають досконалішими, ніж будь-коли раніше. На щастя, вам не потрібно бути експертом, щоб мати можливість скористатися перевагами цієї технології. Це стане частиною вашого життя, перш ніж ви це усвідомите.