Neįtikėtina Technologija: Kaip Superkompiuteriai Išsprendžia Milžiniškas Problemas

{h1}

Superkompiuteriai, tokie kaip kinijos „tianhe-2“, suteikia mokslininkams galimybę padaryti viską, pradedant orų prognozavimu ir baigiant žmogaus smegenų modeliavimu.

Redaktoriaus pastaba: Šioje savaitinėje serijoje „WordsSideKick.com“ tiria, kaip technologijos skatina mokslinius tyrinėjimus ir atradimus. - Žr. Daugiau: //WordsSideKick.com/37671-how-to-do-brain-surgery.html#sthash.NIJ821It.dpuf

Redaktoriaus pastaba: Šioje savaitinėje serijoje „WordsSideKick.com“ tiria, kaip technologijos skatina mokslinius tyrinėjimus ir atradimus.

Šiandien superkompiuteriai yra stebuklinga skaičiavimo galia, ir jie yra naudojami kai kurioms didžiausioms pasaulio mokslo problemoms spręsti.

Dabartiniai modeliai yra dešimtis tūkstančių kartų greitesni nei vidutinis stalinis kompiuteris. Tokį žaibišką greitį jie pasiekia per lygiagretųjį apdorojimą, kai daugelis kompiuterio procesorių vienu metu atlieka skaičiavimus. Superkompiuteriai naudojami viskam, pradedant orų prognozavimu ir baigiant žmogaus smegenų modeliavimu.

Superkompiuteriai išskiria užduočių, kurias jie gali išspręsti ir išspręsti, dydį ir sunkumą, sakė Jackas Wellsas, „Oak Ridge“ lyderystės skaičiavimo įrenginių mokslo direktorius Oak Ridžo nacionalinėje laboratorijoje Tenesyje. [9 nepaprastas panaudojimas superkompiuteriams]

„Superkompiuteriai gali sukelti didesnių problemų“, - teigė Wellsas.

Superkompiuteriai dažnai statomi iš tų pačių komponentų kaip ir įprasti kompiuteriai, tačiau jie yra integruoti, kad galėtų dirbti kartu, Wells pasakojo „WordsSideKick.com“.

Pirmieji superkompiuteriai buvo sukurti septintajame dešimtmetyje, juos suprojektavo inžinierius Seymour Cray iš „Control Data Corporation“ (CDC). 1964 m. Kompanija išleido kompaktinį diską „CDC 6600“, dažnai laikomą pirmuoju pasaulyje superkompiuteriu. Vėliau Cray įkūrė savo įmonę, kuri 1976 m. Pagamino „Cray-1“, o 1985 m. - „Cray-2“.

Šie ankstyvieji superkompiuteriai turėjo tik keletą procesorių, tačiau iki 1990 m. JAV ir Japonija kūrė tūkstančius procesorių. „Fujitsu“ skaitmeninis vėjo tunelis tapo greičiausiu superkompiuteriu 1994 m., Turėdamas 166 procesorius, po jo sekė „Hitachi SR2201“, 1996 m. Turėjęs daugiau nei 2000 procesorių. „Intel Paragon“ pirmavo 1993 m. Nuo 2013 m. Birželio mėn. Kinijos „Tianhe-2“ buvo greičiausias superkompiuteris pasaulyje.

Superkompiuterio našumas matuojamas „kritimais“, trumpais, kai atliekamas slankusis kablelis per sekundę. Šiandienos mašinos gali pasiekti greitį petaflopuose - kvadrilijonai flopų.

TOP500 yra 500 galingiausių superkompiuterių reitingas. Kinijos „Tianhe-2“ pasiekia 33,86 petaflopus, o „Cray Titan“ siekia 17,59 petaflopus, o „IBM Sequoia“ užima trečią vietą po 17,17 petaflopo.

Aukštesnių problemų sprendimas

Tyrėjai pasinaudojo daugybe superkompiuterių galių spręsdami sudėtingas problemas srityse, pradedant astrofizika ir baigiant neuromokslais.

Šie skaičiavimo behemotai buvo naudojami atsakant į klausimus apie Visatos sukūrimą Didžiojo sprogimo metu. Teksaso išplėstinio skaičiavimo centro (TACC) tyrėjai imitavo, kaip susiformavo pirmosios galaktikos, o NASA Ames tyrimų centro Mountain View (Kalifornija) mokslininkai imitavo žvaigždžių gimimą. Naudodamiesi kompiuteriais, tokiais kaip IBM „Roadrunner“ Los Alamoso nacionalinėje laboratorijoje, fizikai patikrino tamsiosios medžiagos paslaptis - paslaptingą medžiagą, kuri sudaro maždaug 25 procentus Visatos masės. [101 astronomijos vaizdai, kurie sujaudins jūsų mintis]

Orų prognozavimas yra dar viena sritis, kuri labai priklauso nuo superkompiuterių. Pavyzdžiui, prognozuotojai naudojo TACC superkompiuterį „Ranger“, kad nustatytų uragano „Ike“ kelią 2008 m., Pagerindami penkių dienų uragano prognozę 15 procentų. Klimato mokslininkai naudoja superkompiuterius, norėdami modeliuoti pasaulinius klimato pokyčius. Tai sudėtinga užduotis, apimanti šimtus kintamųjų.

Branduolinių ginklų bandymai buvo uždrausti JAV nuo 1992 m., Tačiau superkompiuterių modeliavimas užtikrina, kad šalies branduoliniai ginklai išliks saugūs ir funkcionalūs. IBM „Sequoia“ superkompiuteris, esantis Lawrence Livermore nacionalinėje laboratorijoje Kalifornijoje, yra skirtas pakeisti branduolinių sprogimų bandymus patobulintais modeliavimais.

Vis dažniau neuromokslininkai atkreipė dėmesį į bauginančią užduotį modeliuoti žmogaus smegenis. „Mėlynojo smegenų“ projekto „Elcole Polytechnique Fédérale de Lausanne“ Šveicarijoje, kuriam vadovauja Henry Markram, tikslas - sukurti ištisas, virtualias žmogaus smegenis. Projekto mokslininkai naudoja „IBM Blue Gene“ superkompiuterį, kad imituotų tikrų žinduolių smegenų molekulines struktūras. 2006 m. „Blue Brain“ sėkmingai sumodeliavo visą neuronų stulpelį žiurkės smegenyse.

Krovinio dalijimasis

Esminį superkompiuterį paprastai sudaro dideli duomenų centrai, užpildyti daugybe mašinų, kurios yra fiziškai sujungtos. Tačiau paskirstytą kompiuterį taip pat galima laikyti superkompiuterio forma; jį sudaro daugybė atskirų kompiuterių, sujungtų tinklu (pvz., internetu), kurie tam tikrą savo apdorojimo galios dalį skiria didelėms problemoms spręsti.

Gerai žinomas pavyzdys yra projektas „SETI @ home“ („Extraterrestrial Intelligence at home“), kurio metu milijonai žmonių kompiuteriuose vykdo programą, radijo signalais ieškančią intelekto požymių. Kitas projektas yra „Sulenkimas namuose“, skirtas nuspėti 3D baltymų - biologinių darbinių žirgų, atliekančių gyvybines užduotis mūsų kūne - struktūrą iš molekulinių grandinių, iš kurių jie pagaminti, sekos.

Ateityje superkompiuteriai pasieks „išnaudojimo“ galimybes - maždaug 50 kartų greičiau nei dabartinės sistemos, sakė Wellsas. Tam reikės daugiau energijos, todėl energijos vartojimo efektyvumas greičiausiai taps svarbiu ateities sistemų tikslu. Kita tendencija bus integruoti didelius duomenų kiekius tokioms programoms kaip naujų medžiagų ir biotechnologijų atradimas, teigė Wellsas.

Sekite Tanya Lewis įjungta „Twitter“ ir „Google+“. Sekite mus @gyvenimų mokslas, Facebook & „Google+“. Originalus straipsnis svetainėje WordsSideKick.com.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Kaip Priklauso Šviesos Dažnis Ir Bangos Ilgis?
Kaip Priklauso Šviesos Dažnis Ir Bangos Ilgis?

Kokius Proveržius Medicinoje Pasiekė Nasa?
Kokius Proveržius Medicinoje Pasiekė Nasa?

Mokslas Naujienos


Uždegiminė Žarnyno Liga Didėjant Jav
Uždegiminė Žarnyno Liga Didėjant Jav

4 Kūdikių Žirgai, Gimę Iš Sušaldytų Embrionų
4 Kūdikių Žirgai, Gimę Iš Sušaldytų Embrionų

Kodėl Daugiau Berniukų Gimsta Nei Mergaitės?
Kodėl Daugiau Berniukų Gimsta Nei Mergaitės?

Šimtai Aferistų: Ar Japonija Kada Nors Nustos Drebėti?
Šimtai Aferistų: Ar Japonija Kada Nors Nustos Drebėti?

Albumas: Gyvūnų Apakinti Galvos Apdangalai
Albumas: Gyvūnų Apakinti Galvos Apdangalai


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com