Qu'est-ce qu'un superordinateur? Le top 10 des superordinateurs dans le monde

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La définition du dictionnaire d'un supercalculateur est "un ordinateur central particulièrement puissant".

La "puissance" d'un supercalculateur est définie par le nombre d' opérations que le système peut traiter chaque seconde .

C'est une définition large avec un poteau de but qui change chaque fois que la technologie informatique avance. Les ordinateurs personnels les plus rapides aujourd'hui sont des opérations de traitement à la vitesse que les supercalculateurs exécutaient il y a plusieurs décennies. C'est à quelle vitesse cette technologie change.

Alors qu'est-ce qu'un superordinateur, vraiment?

Jetons un coup d'oeil plus profond à ce que les supercalculateurs ressemblent aujourd'hui pour découvrir.

Le supercalculateur le plus puissant au monde

Pendant de nombreuses années, les États-Unis, la Chine et le Japon se sont battus pour être le pays qui possédait le supercalculateur le plus rapide au monde. "Rapide" est défini par le nombre de pétaflops que le système informatique peut effectuer. Un petaflop est un millier de téraflops, ou un quadrillion d'opérations en virgule flottante par seconde Tests de Benchmark PC: quels sont-ils, et sont-ils vraiment importants? Tests de Benchmark PC: quels sont-ils, et sont-ils vraiment importants? Il y a beaucoup de sites techniques sur Internet qui traitent des benchmarks - une multitude de graphiques et de chiffres pour presque n'importe quel matériel sur le marché. Mais que signifient-ils? Lire la suite .

En 2013, les deux supercalculateurs les plus puissants étaient:

• Le Cray Titan à Oak Ridge, avec une capacité de traitement de 17, 59 pétaflops.
• L' IBM Sequoia à Livermore Labs, poussant 17, 17 pétaflops.

Cependant, cette année-là, la Chine a repris la course avec le NUDT Tianhe-2 à Guangzhou, avec 33, 86 pétaflops. Ce système a été roi, jusqu'en 2016, lorsque le Sunway TaihuLight à Wuxi, en Chine a finalement remporté le prix avec un impressionnant 93, 0 pétaflops.

Selon Top500, le prochain roi des supercalculateurs devrait être le sommet . Il s'agit d'un supercalculateur au Oak Ridge National Lab, qui devrait être opérationnel à l'été 2018.

Regarder plus loin dans un supercalculateur

Maintenant que vous connaissez l'état actuel de la course au supercalculateur, jetons un coup d'œil sur le fonctionnement interne de ces merveilles impressionnantes de la technologie. Examinons le Taihulight de Sunway .

Le Taihulight est un ordinateur super-efficace avec l'architecture de processeur suivante:

• Processeurs SW26010 1, 45 GHz, chacun avec quatre groupes de cœurs Qu'est-ce qu'un processeur et que fait-il? Qu'est-ce qu'un processeur et que fait-il? Les acronymes informatiques sont déroutants. Qu'est-ce qu'un CPU de toute façon? Et ai-je besoin d'un processeur quad ou dual-core? Que diriez-vous d'AMD ou d'Intel? Nous sommes là pour vous aider à expliquer la différence! Lire la suite .
• Chaque groupe central contient 65 cœurs pour un total de 260 cœurs par nœud.
• Chaque armoire système contient 1 024 nœuds.
• L'ensemble du système contient 40 armoires.

Afin de connecter toutes ces armoires, les constructeurs de ce système impressionnant ont créé leur propre réseau de connexions PCIe 3.0 qu'ils ont baptisé "Sunway Network".

Le réseau connecte les commutateurs, le matériel de partage de ressources et tous les surnoms via des câbles de 7 pouces qui transmettent des données à 70 téraoctets par seconde.

Ce qui suit est la liste actuelle des 10 superordinateurs les plus rapides au monde, selon le Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Chine): 10 649 600 cœurs, 93 014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Chine): 3 120 000 cœurs, 33 962 TFlops / s
3. Piz Daint (Suisse): 361 760 cœurs, 19 590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japon): 19 860 000 cœurs, 19 136 TFlops / s
5. Titan (États-Unis): 560 640 cœurs, 17 590 TFlops / s
6. Sequoia (États-Unis): 1 572 864 cœurs, 17 173 TFlops / s
7. Trinity (États-Unis): 979 968 cores, 14 137 TFlops / s
8. Cori (États-Unis): 622 336 cores, 14 015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japon): 556 104 cœurs, 13 555 TFlops / s
10. Ordinateur K - Sparc64 (Japon): 705 024 cœurs, 10 510 TFlops / s

C'est un vaste terrain de jeu impliquant des laboratoires avancés et des installations gouvernementales partout dans le monde. Les leaders non seulement gagnent le respect des experts en informatique dans le monde entier, mais la course au sommet est également politiquement chargée. Et avec des coûts de supercalculateurs allant jusqu'à des milliers de dollars par heure, ces entreprises font probablement beaucoup d'argent aussi.

À quoi servent les superordinateurs?

Pourquoi quelqu'un aurait-il besoin d'un système informatique capable de traiter des quadrillions d'opérations en virgule flottante par seconde?

La réalité est que dans de nombreuses industries différentes, il y a des besoins qui nécessitent un énorme pouvoir de calcul. Voici quelques utilisations de superordinateurs dans l'industrie, les gouvernements et les militaires.

Un rapport rédigé par International Data Corporation en 2014 a plongé dans des dizaines de scénarios réels où des superordinateurs ont été utilisés. Nous avons tiré les exemples suivants de cette étude.

Industrie

• General Electric, un acteur majeur de l'industrie aérospatiale, a collaboré avec des experts en informatique du Oak Ridge National Laboratory pour produire des simulations de moteurs à réaction avancées . Les simulations ont aidé GE à identifier un phénomène de moteur qui a aidé l'entreprise à améliorer l'efficacité énergétique globale.
• Les scientifiques de Lawrence Livermore National Labs ont utilisé les superordinateurs pour développer une nouvelle technique de collecte de données souterraines . Cela a permis à l'industrie pétrolière et gazière américaine d'identifier plus facilement les réserves de pétrole dans le golfe du Mexique et de réduire la dépendance de l'Amérique à l'égard du pétrole étranger.
• Les ingénieurs de Boeing ont utilisé des superordinateurs pour créer des simulations d'avions qui ont conduit à de meilleures conceptions aérodynamiques, afin qu'ils puissent produire des avions plus économes en carburant et plus sûrs.

Gouvernement

• Les Centers for Disease Control et l'Université Cornell ont collaboré pour créer un modèle très détaillé du virus de l'hépatite C. À l'aide d'un superordinateur à l'Université Cornell, les chercheurs ont pu développer de nouvelles thérapies qui ont finalement aidé la communauté médicale 8 percées technologiques médicales dont vous pourriez avoir besoin un jour 8 percées technologiques médicales dont vous pourriez avoir besoin Un jour Croyez-le ou non, la vitesse des progrès technologiques continue d'augmenter - et beaucoup de percées se produisent dans le domaine médical. Découvrez ces nouvelles choses incroyables! Lire la suite dans la réduction ou la guérison de la maladie du foie chez les patients.
• Le département américain de la Défense a utilisé un supercalculateur pour développer de nouveaux modèles météorologiques qui aideraient les météorologues à prévoir les ouragans et les cyclones potentiellement dangereux. Les modèles informatiques plus avancés de ces tempêtes ont permis de prévoir les dangers jusqu'à cinq jours avant l'impact.

Militaire

• L'armée américaine utilise des superordinateurs au Army Research Laboratory pour effectuer des simulations avancées qui aident les chercheurs à mener des «expériences en direct destructrices et des démonstrations de prototypes». Sans cela, les coûts seraient prohibitifs.
• L'un des superordinateurs les plus inhabituels utilisés par l'armée américaine s'appelait «Condor Cluster», créé par l'US Air Force en 2010. Les ingénieurs y ont connecté 1 760 consoles Sony PlayStation 3 pour créer le cœur du supercalculateur. Il était capable de 500 TFlops, et utilisé pour des tâches telles que la reconnaissance de formes, le traitement d'images satellitaires et la conduite de recherches sur l'intelligence artificielle .

Comme vous pouvez le voir, il y a beaucoup de demandes provenant de tous les secteurs de l'industrie, des agences gouvernementales et des militaires pour une puissance de calcul avancée.

Les ordinateurs Quantum sont-ils les suivants?

Tout progrès dans la vitesse des superordinateurs est le résultat direct d'un nombre plus élevé de transistors emballés dans des microprocesseurs sur une échelle de plus en plus petite. Alors que ces microcircuits continuent à rétrécir vers l'échelle atomique, beaucoup de futuristes prédisent que la prochaine étape dans les supercalculateurs sera dans le domaine des ordinateurs quantiques.

Qu'est-ce qu'un ordinateur quantique?

L'informatique quantique est une approche unique de la technologie informatique. Au lieu du traditionnel microprocesseur à base de transistors, les scientifiques espèrent tirer parti de la manipulation de l'état des particules subatomiques.

Les particules subatomiques adhèrent à de très étranges lois de la physique, dont la plupart n'ont été découvertes que dans un passé très récent. En expérimentant diverses techniques pour contrôler les états subatomiques de ces particules, les scientifiques espèrent remplacer les 1 et les 0 d'un transistor classique par un état équivalent 1 ou 0 de ces particules quantiques.

Un autre mot pour ces particules à deux états sont les bits quantiques (ou "qubits").

L'aspect mental de l'informatique quantique est le fait que les nombreux états disponibles de ces particules peuvent permettre à ces ordinateurs de stocker plus que 1 ou 0.

Y a-t-il des superordinateurs quantiques?

La raison pour laquelle vous n'avez pas entendu parler d'un superordinateur quantique supérieur faisant la liste Top500 est parce qu'aucun supercalculateur quantique stable n'existe pour le moment.

IBM offre un accès en ligne à un système de 20 qubit que les chercheurs peuvent utiliser. Les chercheurs utilisent généralement des ordinateurs quantiques pour des calculs et des analyses spécifiques pour lesquels ils sont bien adaptés, comme des simulations chimiques.

Les créateurs d'ordinateurs quantiques utilisent des termes qui, il n'y a pas si longtemps, étaient essentiellement de nature théorique. Mais maintenant, les scientifiques construisant ces systèmes décrivent des interactions très réelles entre "qubits" comme "intrication". Ils décrivent des états spécifiques de qubits comme "cohérence". Il est donc presque impossible de comparer ces systèmes aux ordinateurs traditionnels.

Les grands systèmes qui pourraient avoir un certain espoir de rivaliser avec les superordinateurs traditionnels d'aujourd'hui sont encore trop instables. Par exemple, en novembre 2017, IBM a annoncé la construction d'un ordinateur quantique de 50 quintaux. Cependant, il ne pouvait contenir que son "micro-état" quantique pendant 90 microsecondes.

Les ordinateurs Quantum sont très prometteurs pour l'avenir, mais ils offrent actuellement peu de concurrence pour les superordinateurs traditionnels à base de silicone.

Que pensez-vous que l'avenir réserve?

Où pensez-vous que va l'avenir de la technologie des superordinateurs? Pensez-vous que les ordinateurs quantiques sont plus proches de l'horizon que les gens ne le pensent? Selon vous, quel pays occupera la première place en 2018 et au-delà?