Ce este un supercomputer?
Întrebarea este următoarea: Ce este un supercomputer? Răspunsul cât se poate de corect este un computer cu super capabilități, nu? Nu e om așa că nu îi putem atribui super-puteri. Sau puteri supranaturale… Nu e nimic natural la un computer, poate doar consumul de energie care vine de la hidrocentrale, și impactul său asupra naturii.
Un supercomputer este un computer foarte rapid. Aceasta este definiția cea mai bună, și probabil faptul că nu ți-l vei putea permite niciodată. Ele sunt specializate pe analiză matematică, medicală, astrologică, meteorologie și tot așa.
Scurt istoric
Primul computer care a primit denumirea de supercomputer a fost construit în 1964 de Seymour Cray și era de zece ori mai rapid decât orice alt computer la vremea respectivă. Ar trebui să îți spun că au fost vândute 100 de astfel de mașinării la un preț de opt milioane de dolari fiecare. Dacă iei în calcul inflația, acum un astfel de computer ar fi costat 40 de milioane de dolari. Scump, scump, nu era nicăieri mai ieftin. La momentul respectiv erau cei mai buni, așa că ori cumpărai de la ei, ori nu cumpărai deloc. Pe de altă parte, situația financiară a companiilor sau mai bine spus a organizațiilor guvernamentale care comandau astfel de sisteme era, și probabil este la fel de „interesantă”. E cel mai bun cuvânt pe care l-am găsit.
Cum funcționează?
Până prin anii 2000, supercomputerele se bazau pe o serie de procesoare foarte puternice specializate pe anumite tipuri de calcule. Având în vedere cerința foarte mare la momentul respectiv pentru viteza de calcul, supercomputerele au devenit unități masive ce folosesc componente similare celor din PC-ul tău de acasă. Aproape aceleași, pentru că spre deosebire de un Intel i7, un intel Xeon, de exemplu, permite o conectivitate directă cu mai multe procesoare de același fel, pe o singură placă de bază. De aia sunt și mai scumpe.
A apărut și concurența pe această piață, iar supercomputerele au trecut la sisteme formate din multiple procesoare și unități de procesare grafică, GPU-uri. Știu, există și conceptul de Quantum-Computing, însă aia e cu totul altă poveste, pentru altă dată.
Așadar, supercomputerele de azi folosesc zeci de mii sau chiar sute de mii de procesoare și plăci grafice. Mai multe „creiere” laolaltă egal mai multă capacitate de procesare.
Stai, procesoare sau plăci grafice?
Păi și unele și altele. Procesoarele sunt unități logice ce pot administra mai multe tipuri de informație, ca un fel de manager sau șef de secție. Plăcile grafice, GPU-urile cum mai sunt numite sunt unități de procesare paralelă. Mulți, foarte mulți muncitori care fac un singur lucru. Calculează un singur tip de algoritmi. Pentru o arhivare de exemplu, un GPU este mult mai rapid decât un procesor normal, dacă ar putea fi comparate direct.
De exemplu, supercomputerul Titan are mai mult de 18000 procesoare cu 16 nuclee fiecare. Da, am pus câte zero-uri trebuie. Mai mult decât atât, sunt instalate tot 18000 de GPU-uri Tesla K20X, unde o singură placă de acest tip are un preț de 3000 de dolari.
Alimentare și răcire
Două dintre problemele majore ale acestor supercomputere sunt alimentarea cu energie și răcirea. Dacă un PC normal are nevoie de 300-400 W și unul sau două ventilatoare pentru răcire, un supercomputer consumă echivalentul de energie al unui oraș de mici dimensiuni, să spunem 10.000 de persoane, iar sistemul de răcire este unul special. Nici măcar nu funcționează la 220 V sau 110V în Statele Unite ci la 480 V. Doar pentru Titan s-au economisit un milion de dolari în cabluri de cupru la momentul construcției sale.
Răcirea se face de obicei într-un mediu controlat, și se încearcă și aici o economie cât mai mare. Unii folosesc chiar sisteme de răcire lichide, și apoi recirculă lichidul respectiv pentru încălzirea clădirilor din jur. Caută IBM Aquasar.
Nu, nu merg jocurile pe ele
Sistemele de operare sunt specializate, la fel și procesoarele grafice. La nivel teoretic se pot face modificări, însă nu acesta e scopul lor. De ce ai da miliarde de dolari pe un computer ca să te joci GTA 5? E ca și cum ai cumpăra un continent întreg ca să pui un răsad de castraveți. Eficiență domnilor, despre asta vorbim aici.
Sigur, există multe alte proiecte ce vizează supercomputerele și probabil în scurt timp vom vedea ceva nou. Până atunci însă, rămânem în prezent. Viziunile și presupunerile își au locul în altă parte.