Supercomputer
Was ist ein Supercomputer?
Supercomputer ist allgemein anwendbar auf den schnellsten Hochleistungscomputern, die zu einem bestimmten Zeitpunkt zugänglich sind. Diese Supercomputer werden normalerweise für Forschungs- und Entwicklungsprojekte verwendet, die extrem schnelle Berechnungen erfordern. Häufige Anwendungen für leistungsstarke Computer sind das Testen mathematischer Formeln für komplexe physikalische Prozesse oder Modelle wie Klimabedingungen, Himmelsentwicklung, Atomwaffen und Raketen, neue chemische Substanzen (insbesondere für medizinische Anwendungen) und Kryptologie. Als in den 1990er Jahren die Kosten für Hochleistungsrechnen zurückgingen, begannen immer mehr Unternehmen, leistungsstarke Computer für Marktanalysen und andere Geschäftsstrategien einzusetzen.
Abbildung.1 Supercomputer rechts
Wie heißt der schnellste Supercomputer der Welt?
Das neueste schnellste Computermodell der Welt heißt Fugaku und wird von Fujitsus 48-Core A64FX SoC angetrieben. Es befindet sich im RIKEN Computational Science Center in der Stadt Kobe, die sich in Japan befindet. Dies besiegte den bestehenden Erfolgsführer, das Gipfelprogramm des US—Energieministeriums — das zweimal in Folge die Top-500-Liste anführte – um das 2,8-fache, wie die gemeinnützige Top500-Organisation am 22. Juni 2020 bekannt gab. Der schnellste Supercomputer der neu benannten Welt wird zur Bekämpfung des Coronavirus eingesetzt. Den höchsten Platz belegte der japanische Fugaku-Supercomputer, der 2,8-mal mehr Berechnungen pro Sekunde durchführte als ein US-amerikanisches IBM-System. Fugaku wurde am RIKEN Centre for Computational Science in Japan implementiert und wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die wissenschaftliche und soziale Herausforderungen mit höchster Priorität angehen. Dazu gehören Medikamentenentwicklung, Medizintechnik, Wettervorhersage und Klimawandel, erneuerbare Energien und die Erforschung der Grundregeln des Universums. Die COVID-19-Arbeit wird nun experimentell eingesetzt. Fugaku soll im April 2021 den kompletten Service aufnehmen. Die Suche nach dem leistungsstärksten Supercomputer endet nie wirklich. Diese freundliche Rivalität zwischen den Ländern hat einen Boom der Rechenleistung ausgelöst und es sieht nicht so aus, als würde sie sich in naher Zukunft verlangsamen.
Welche Art von Betriebssystem wird von einem Supercomputer verwendet?
Fast alle Supercomputer haben ein UNIX-ähnliches Betriebssystem verwendet. Solche UNIX-Versionen enthielten IBMs AIX, das Open-Source-Linux-Framework und andere Cray-Implementierungen wie UNICOS. Am unteren Ende des Hochleistungsrechnens, einem neuen Phänomen namens Clustering, können Sie aus diesem Design Ihren eigenen Supercomputer bauen. Wenn ein Erfinder das Konzept hätte, Windows auf einem Supercomputer zu installieren, würde er wahrscheinlich nicht zur Informatik zurückkehren. Supercomputer sind Maschinen, die für einzigartige Zwecke entwickelt wurden und für diese Aufgabe ein spezielles Betriebssystem benötigen und konfiguriert sind. Das Beowulf-Projekt enthält Anweisungen zum Erstellen einer Vielzahl von Standardprozessoren für PCS unter Verwendung von Linux-Betriebssystemen und zum Verknüpfen von Prozessoren mit Fast Ethernet. Um die parallele Verarbeitung zu steuern, müssen Programme geschrieben werden. Supercomputer sind in der Tat sehr hochrangige Geräte (mehr als 100 petaFLOPS), die in der gesamten Wissenschaft und Analyse eingesetzt werden, z. B. für Quantenmechanik, Wettervorhersagemessungen, Klimaforschung, Molekulardynamik und physikalische Simulation. Die meisten dieser Aktivitäten werden in diesen Prozessen aufgrund der Anwendung von künstlicher Intelligenz und neuronalen Netzen durchgeführt. All diese Kontrolle wäre jedoch nutzlos, wenn es nicht die komplizierten Betriebssysteme gäbe, die dieses Tool verwenden. Solche hochrangigen Teams haben seit langem Unix-basierte Systeme eingesetzt. Sie stellen fest, obwohl, dass Unix eine Closed Source ist, genehmigt, und es ist sehr kostspielig anzupassen. Auf der anderen Seite ist Linux ein kostenloses Open-Source-Framework mit großer Anpassbarkeit.
Die Geschwindigkeit und Speicherung eines Supercomputers.
Der Speicher eines Computers speichert Informationen, während sie vom Prozessor verarbeitet werden. Während Sie Fortnite spielen, speichert und überwacht RAM Ihres Geräts die Richtung und Geschwindigkeit, in die Sie sich bewegen. Zwischen 8 und 16 GB RAM kommen viele Nutzer perfekt zurecht. Dies bedeutet, dass die Maschine eine große Menge an Informationen gleichzeitig transportieren und verarbeiten kann, was groß angelegte Simulationen komplexer Systeme wie das zerstörerische Tangshan-Erdbeben von 1976 ermöglicht. Selbst ein einfacherer Supercomputer wie der Comet des San Diego Supercomputer Centre verfügt über 247 Terabyte Speicher — fast viertausend Mal so viel wie ein sehr gut ausgestatteter Laptop. Fortgeschrittene Supercomputer haben ähnliche Chips, Speicher und Speicher wie Desktop-Computer, außer dass sie Zehntausende anstelle von nur mehreren Prozessoren haben.
Supercomputer nach Ländern.
Im Juni 2020 befanden sich von den 500 leistungsstärksten Supercomputern der Welt 226 in China, eine Schätzung, die die ihres engsten Rivalen, der USA, verdoppelte, der für weitere 113 leistungsstarke Computer beitrug. Insgesamt stellen die beiden Nationen etwa zwei Drittel der effizientesten Supercomputer der Welt.
Die Eigenschaften von Supercomputern.
Diese Arten von Computern können große Mengen von Gleichungen sowie komplexe Berechnungen lösen. Gleichzeitig können mehrere Clients Supercomputer steuern. Da immer teurer und keine normalen Benutzer können diese Art von Geräten leisten. Supercomputer werden in spezialisierten Anwendungen eingesetzt, bei denen große Mengen und komplexe Messungen erforderlich sind. Supercomputer haben enormen Speicherplatz. Immer mehr Unternehmen nutzen dieses System als Teilzeitbasis, da Supercomputer in wenigen Zeiträumen große Aufgaben ausführen können. Diese super leistungsstarken Computer ermöglichen es uns, simulierte Experimente für Atomsprengköpfe und andere riskante medizinische Tests durchzuführen, da diese Art von Anwendungen für die Umwelt zerstörerischer sind, wenn sie in Echtzeit durchgeführt werden. Supercomputer werden nicht für Probleme wie ständig laufendes Webservice-Hosting, App-Hosting oder grundlegendes Business-Computing verwendet. Sie werden die Website oder eine Tabelle beispielsweise nicht auf einem Supercomputer ausführen. Für eine Reihe von Dingen werden Sie diese Art von Anwendungen nicht ausführen; supercomputer bestehen aus hochentwickelten, leistungsstarken Geräten, und ein Regalcomputer könnte diese Art von Anwendung bewältigen, ohne ins Schwitzen zu geraten. Das andere ist, dass das Ausführen generischer Software auf solch hochspezialisierter Hardware nicht hilfreich wäre, auch hier würde ein normaler Computer einfach gut funktionieren. Der Vorteil kann gesehen werden, wenn das Datenvolumen oder die Berechnungskomplexität so ist, dass Standardhardware nicht in der Lage ist, die Arbeit in einer angemessenen Zeitspanne (Tage, Wochen oder Monate) zu erledigen. Manchmal müssen diese Workloads in unseren Stunden in Minuten ausgeführt werden, sodass die für die Ergebnisse erforderliche Zeit unerlässlich ist.