Superpočítač: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
Robot: Opravuji 1 zdrojů a označuji 0 zdrojů jako nefunkční) #IABot (v2.0 |
částečná aktualizace, zjednodušení struktury, folding@home značka: editace z Vizuálního editoru |
||
Řádek 15:
| url = http://www.top500.org/lists/2016/06/
| jazyk = anglický
}}</ref>, od listopadu 2018 jím je superpočítač [[Summit (superpočítač)|Summit]] s rychlostí 200 petaflops<ref>{{Citace elektronického periodika
| titul = OSEL.CZ
| url = http://www.osel.cz/9958-summit-usa-prebiraji-titul-nejvykonnejsiho-superpocitace-sveta.html
| periodikum = www.osel.cz
| datum přístupu = 2019-05-10
}}</ref> z laboratoří amerického ministerstva energetiky [[Oak Ridge National Laboratory]] (ORNL). V březnu 2020 se stal nejvýkonnějším gridovým clusterem projekt [[Folding@home]].<ref name=":0">{{Citace elektronického periodika
| titul = Distribuovaný systém Folding@Home je nyní nejvýkonnějším superpočítačem na světě
| periodikum = diit.cz
| url = https://diit.cz/clanek/foldinghome-je-nejvykonnejsim-superpocitacem-na-svete
| jazyk = cs
| datum přístupu = 2020-03-30
}}</ref>
Od roku 1993 jsou superpočítače řazené do žebříčku [[TOP500 OS]], podle výsledku v [[Benchmarking|benchmarku]] [[LINPACK]], který počítá operace s velkými maticemi. Žebříček se obnovuje dvakrát do roka<ref>http://top500.org/list/2015/06/</ref>. ▼
== Charakteristika ==
[[Soubor:Operating systems used on top 500 supercomputers.svg|náhled|Podíl [[operační systém|operačních systémů]] na 500 nejvýkonnějších superpočítačích k roku 2009.]]
Hranice pro označení superpočítač není přesně daná. V některých pramenech se hovoří o minimálně desetinásobně vyšším výkonu oproti běžně dostupným počítačům, avšak za superpočítače jsou s jistou mírou nadsázky označovány i méně výkonná, avšak zajímavá řešení (například superpočítač z [[Raspberry Pi]]).<ref>http://www.zive.cz/bleskovky/britove-postavili-superpocitac-z-raspberry-pi-a-lega/sc-4-a-165422/default.aspx Živě.cz: Britové postavili superpočítač z Raspberry Pi a Lega</ref> Výkon superpočítačů je měřen v jednotkách [[FLOPS]] (FLoating Point Operations Per Second), přičemž se využívají její [[Soustava SI|SI]] násobky, např. „TFLOPS“ (10<sup>12</sup> FLOPS, napíšeme jeden teraflops)
Jak je možné vidět na obrázku, největší podíl v oblasti operačních systémů mají [[UN*X|unixové systémy]], speciálně pak [[Linux]], což je způsobeno otevřeností těchto systémů.
Superpočítače jsou používány pro výpočetně náročné úlohy a „velké“ úlohy, např. výzkum [[genom]]u, fyzikální modelování (např. modelování [[jaderná zbraň|jaderných výbuchů]], předpovídání [[počasí]]), [[kryptoanalýza|kryptoanalýzu]] apod. Pro některé úlohy se vytvářejí specializované superpočítače (viz níže).▼
Superpočítače se dnes využívají téměř ve všech vědních oblastech. Používají se na tvorbu a testování modelů sledovaných nebo zkoumaných jevů.▼
* modely [[Kvantová fyzika|kvantové fyziky]], předpovídání počasí, modely [[Organická chemie|organické chemie]]▼
=== Architektura moderních superpočítačů ===
Řádek 37 ⟶ 52:
Některé superpočítače používají i výkonné [[grafická karta|grafické karty]], přesněji jejich [[GPU]] ([[GPGPU]]).
=== Distribuovaný výpočet ===
== Historie ==▼
Mezi superpočítače lze zařadit i spojení velkého množství běžných [[osobní počítač|osobních počítačů]] pomocí [[internet]]u. Striktně vzato to není superpočítač, ale [[distribuovaný výpočet]], a může počítat (některé) podobné druhy a velikosti úloh jako superpočítače a přitom má smysl srovnávat jeho výkon se superpočítači. To je výhodné u výpočtů, které lze snadno paralelizovat a nevyžadují rychlou komunikaci mezi jednotlivými uzly. Jedním z nejznámějších projektů tohoto druhu je [[SETI@home]], který se zabývá analýzou signálů z radioteleskopu a dosahuje výkonu přibližně 250 [[FLOPS|teraflops]] (biliónů operací za sekundu).<ref>{{Citace elektronického periodika
První superpočítače byly vytvořené v šedesátých letech Seymourem Crayem. Veřejnosti byly zpřístupněné prostřednictvím jeho firmy [[Cray Research]]. V osmdesátých a začátkem devadesátých let vstupovaly na trh se superpočítači mnohé malé firmy. Ty však byly začátkem devadesátých let vytlačeny velkými „tradičními společnostmi“ jako [[IBM]] a [[Hewlett-Packard|HP]].▼
| titul = Archivovaná kopie
| url = http://www.boincstats.com/stats/project_graph.php?pr=sah
| url archivu = https://web.archive.org/web/20091215135415/http://boincstats.com/stats/project_graph.php?pr=sah
| datum přístupu = 02-04-2006
| datum archivace = 15-12-2009
| nedostupné = ano
}}</ref> Tento způsob využívání volného procesorového času počítačů po celém světě pomocí internetu se nazývá ''[[grinding]]''. Obecná platforma pro distribuované výpočty, ''která počítá různé, i rozumné věci,'' je [[BOINC]].
V souvislosti s [[Pandemie COVID-19|pandemií COVID-19]] došlo k obrovskému nárůstu uživatelů do té doby méně významného Folding@home, který s více než 1 EFLOPS překonal kombinovaný výkon 100 nejvýkonnějších superpočítačů.<ref name=":0" />
Nazývat nějaký výpočetní stroj superpočítačem můžeme jen při současné specifikaci doby, ve které byl navržen a sestrojen. Důvodem relativnosti tohoto přívlastku je rychlý vývoj v této oblasti, protože stačí několik let a běžné počítače se výkonem plně vyrovnají několik let starému superpočítači. V prvním Crayově stroji byly jednoduché a rychlé [[skalární procesor]]y, přibližně 10krát rychlejší jako běžně používané v komerční sféře. V sedmdesátých letech se na trh dostávají levné stroje postavené na vektorových procesorech od malých výrobců s novou vlastní architekturou. Začíná se prosazovat paralelizace, čtyř až šestnácti výpočetních jader.▼
=== Superpočítače se speciálním určením ===▼
Mnoho superpočítačů nebylo postavených, aby uspokojovaly potřeby vědecké komunity, ale pro řešení konkrétní úlohy. Například:▼
▲Superpočítače jsou používány pro výpočetně náročné úlohy a „velké“ úlohy, např. výzkum [[genom]]u, fyzikální modelování (např. modelování [[jaderná zbraň|jaderných výbuchů]], předpovídání [[počasí]]), [[kryptoanalýza|kryptoanalýzu]] apod. Pro některé úlohy se vytvářejí specializované superpočítače (viz níže).
*
▲Mezi superpočítače lze zařadit i spojení velkého množství běžných [[osobní počítač|osobních počítačů]] pomocí [[internet]]u. Striktně vzato to není superpočítač, ale [[distribuovaný výpočet]], a může počítat (některé) podobné druhy a velikosti úloh jako superpočítače a přitom má smysl srovnávat jeho výkon se superpočítači. To je výhodné u výpočtů, které lze snadno paralelizovat a nevyžadují rychlou komunikaci mezi jednotlivými uzly. Jedním z nejznámějších projektů tohoto druhu je [[SETI@home]], který se zabývá analýzou signálů z radioteleskopu a dosahuje výkonu přibližně 250 [[FLOPS|teraflops]] (biliónů operací za sekundu).<ref>{{Citace elektronického periodika |titul=Archivovaná kopie |url=http://www.boincstats.com/stats/project_graph.php?pr=sah |datum přístupu=02-04-2006 |url archivu=https://web.archive.org/web/20091215135415/http://boincstats.com/stats/project_graph.php?pr=sah |datum archivace=15-12-2009 |nedostupné=ano }}</ref> Tento způsob využívání volného procesorového času počítačů po celém světě pomocí internetu se nazývá ''[[grinding]]''. Obecná platforma pro distribuované výpočty, ''která počítá různé, i rozumné věci,'' je [[BOINC]].
▲== Historie ==
▲Superpočítače se dnes využívají téměř ve všech vědních oblastech. Používají se na tvorbu a testování modelů sledovaných nebo zkoumaných jevů.
▲První superpočítače byly vytvořené v šedesátých letech Seymourem Crayem. Veřejnosti byly zpřístupněné prostřednictvím jeho firmy [[Cray Research]]. V osmdesátých a začátkem devadesátých let vstupovaly na trh se superpočítači mnohé malé firmy. Ty však byly začátkem devadesátých let vytlačeny velkými „tradičními společnostmi“ jako [[IBM]] a [[Hewlett-Packard|HP]].
▲* modely kvantové fyziky, předpovídání počasí, modely organické chemie
▲* kryptoanalýza, modely dopravní situace
▲Nazývat nějaký výpočetní stroj superpočítačem můžeme jen při současné specifikaci doby, ve které byl navržen a sestrojen. Důvodem relativnosti tohoto přívlastku je rychlý vývoj v této oblasti, protože stačí několik let a běžné počítače se výkonem plně vyrovnají několik let starému superpočítači. V prvním Crayově stroji byly jednoduché a rychlé [[skalární procesor]]y, přibližně 10krát rychlejší jako běžně používané v komerční sféře. V sedmdesátých letech se na trh dostávají levné stroje postavené na vektorových procesorech od malých výrobců s novou vlastní architekturou. Začíná se prosazovat paralelizace, čtyř až šestnácti výpočetních jader. Začátkem devadesátých let začala vlna enormní paralelizace. Toto vedlo k superpočítačům postavených na serverových procesorech architektur PowerPC, [[Itanium]] a [[x86-64]]. Zpočátku byly množstvím rovnocenných procesorů uspořádaných do navzájem propojených struktur. Dnes nastává éra hybridních řešení, ve kterých se využívají různé druhy procesorů na různé části výpočetního procesu. Jejím „zakladatelem“ se stává [[IBM]] se systémem založeným na procesorech [[Cell (mikroprocesor)|Cell]] a [[Opteron]] pro [[Los Alamos National Laboratory]].{{Zdroj?}}
▲=== Superpočítače se speciálním určením ===
▲Mnoho superpočítačů nebylo postavených, aby uspokojovaly potřeby vědecké komunity, ale pro řešení konkrétní úlohy. Například:
▲* [[Deep Blue]] – vytvořen pro hraní [[Šachy|šachů]], jako první stroj porazil v této hře člověka ([[Garry Kasparov|Garryho Kasparova]])
▲* [[GRAPE]] – vytvořený pro úlohy astrofyziky a molekulární dynamiky
▲* [[Deep Crack]] – vytvořený na prolomení [[Data Encryption Standard|šifry DES]]
== Hardware a software ==
Řádek 79 ⟶ 97:
=== Programování ===
Paralelní architektura si přímo vynucuje použití speciálních metod a nástrojů, aby bylo možné maximálně využít dostupný výkon. Často se používají speciální překladače pro jazyk [[Fortran]], které generují rychlejší kódy než kompilátory jazyků [[C (programovací jazyk)|C]] a [[C++]]. Programovací jazyk [[Fortran]] je přímo určený na vědeckotechnické výpočty. Pro rozvinutí paralelismu se používají prostředí jako [[PVM]], [[MPI]] nebo [[OpenMP]].
▲Od roku 1993 jsou superpočítače řazené do žebříčku [[TOP500 OS]], podle výsledku v benchmarku [[LINPACK]].
== České superpočítače ==
| |||