Superpočítače dneška

147702-original1-8ge3yDnes se podíváme na superpočítače. Za slovy superpočítač je označení pro velmi výkonný počítač, který ty běžné svým výkonem několikrát převyšuje, nicméně samotný název superpočítače bez specifikace doby, kdy byl navržen a sestrojen nemá smysl, protože mnoho superpočítačů s rychlostí vývoje právě v tomto oboru bez problémů převýšil i klasický, stolní počítač vyrobený o pár let později.

Výpočetní rychlost superpočítačů se udává v jednotkách FLOPS (FLoating Point Operations Per Second), přičemž se využívají SI násobky např. TFLOPS (1012 FLOPS).

Nyní si představíme prvních 10 superpočítačů světa:

Pořadí na světě Jméno superpočítače Počet jader Operační paměť Výpočetní rychlost (TFlop/s)
1 Tianhe-2 (MilkyWay-2) 3 120 000 1 024 000 GB 33 862,7
2 Titan 560 640 710 144 GB 17 590
3 Sequoia 1 572 864 1 572 864 GB 17 173,2
4 Fujitsu (tento PC pravděpodobně jméno nemá) 705 024 1 410 048 GB 10 510
5 Mira 786 432 8586,6
6 Stampede 462 462 192 192 GB 5 168,1
7 JUQWEEN 458 752 458 752 GB 5 008,9
8 Vulcan 393 216 393 216 GB 4 293,3
9 SuperMUC 147 456 2 897
10 Tianhe-1A 186 368 229 376 GB 2 566

Superpočítačů je na světě ale daleko více, tato tabulka je z poloviny roku 2013 a je velmi možné, že do konce roku vše bude jinak. Minulý rok byl nejrychlejším superpočítačem „Titan“, ten ale byl vytlačen čínským výrobcem NUDT, který si se svým Tianhe-2 získal první místo.

Když vezmu svůj PC a otestuji jej (budu vycházet ze mám netaktovaný AMD Phenom II X4 965 na 3,4 GHz) tak zjistím, že můj procesor má výkon 39,16GFLOPS (testováno přes SiSoftware Sandra), tedy 39 160 000 000 FLOPS, to znamená, že můj PC doma je jen přibližně 65526x pomalejší, než Tianhe-1A, to znamená, že kdybych nějakým způsobem vzal 65526 mých procesorů a donutil je pracovat společně, dostal bych se na stejný výkon.

Když už řešíme superpočítače, rozhodně bychom neměli přehlédnout projekt BOINC, jedná se o aplikaci pro distribuované výpočty, tedy nainstalujete aplikaci na svůj PC a pomáháte jako jednotlivec s nejrůznějšími složitými výpočty, jde o síť domácích PC které dohromady tvoří „superpočítač“, průměrný výpočetní výkon za posledních 24 hodin byl 7 006 PFLOPS, což je cca 208x více, než Tianhe-2 (MilkyWay-2).

Asi poslední co zmíním je, že u nás taky superpočítače máme, tím nejznámějším je asi „Amálka“. První generace vznikla v roce 1998, tehdy to bylo 8 počítačů (8 procesorů, 8 jader) a dávaly dohromady výkon jen několika MFLOPS. O dva roky později však počet počítačů vzrostl na dvojnásobek, počet procesoru byl tedy 16. Amálka v tu dobu tedy neměla výkon o moc vyšší než PC, který mám teď doma, nicméně s třetí generací v roce 2003 systém tvořilo již 96 počítačů, které obsahovaly 188 procesorů a výkon šel velmi vzhůru, tehdy Amálka dosáhla téměř hranice 1TFLOPS. Tři roky utekly jako voda a přišla další modernizace, ve čtvrté generaci se Amálka dočkala i vícejádrových procesorů, počet počítačů byl tedy 138, počet procesorů 272 a počet jader 360, od této chvíle se ani tolik nezvyšoval počet procesorů či počítačů, nicméně poslední 6. generace již měla výkon 6,38 TFLOPS a obsahovala 356 procesorů (800 jader).

Amálka je v tuto chvíli tedy pouze 162x rychlejší, než můj skoro 4 roky starý počítač. Pokud by jsem si ale koupil nový počítač a postavil jej například na procesoru Intel Core i7 4770K 3,5 GHz, který má výpočetní výkon 99,72 GFLOPS zjistím, že Amálka je už pouze skoro 64x rychlejší, než počítač, který s naprostým klidem můžu mít doma. Jak jsem na začátku zmínil, každý superpočítač časem zestárne a jeho výkon se za pár let vyrovná s normálními stolními PC.