История «Вычислительных компьютеров» : от истоков до наших дней

Что такое супер компьютер? и чем он отличаться от нашего домашнего или офисного компьютера. Дело в том, что эти «железные монстры» применяются в самых трудоёмких расчётах, таких как генная, атомная инженерия, прогноз погоды, исследование космоса. Где нужна исключительная точность, и быстрота решений поставленных задач.

Супер компьютеры очень сложные, и технологично – инновационные устройства, работающие на многоядерных процессорных ядрах причём один супер компьютер может содержать до 19 миллионов процессорных ядер и имеющий размер компьютера сравнимый с площадью теннисного корта.

Мощность компьютера измеряется в единицах Флопс (Flops) он показывает сколько операций выполняет данная вычислительная машина. Свою историю, супер компьютер начинает с далёкого 1920 года когда супер компьютером считался «Табулятор» от компании IBM имевший большой спрос, и разработанный по заказу, для Колумбийского Университета.

Этот счетно вычислительный комплекс, работал на перфокартах, и перфолентах. Вычислительная мощность этих компьютеров тех лет оценивалась в 20 тысяч операций в секунду (20 Флопс) Для сравнения современный компьютер «Corei7» выдает 270 миллиардов операций в секунду или 270 (Гигафлопс)

Что собой предоставляет перфокарта? «Перфокарта» по сути это- носитель чем то сравнимый CD диском или Флеш накопителем. Где храниться сама информация. «Перфокарта»

была основным носителем 20-60 годах причем расход их был настолько огромен, что более миллионов штук, этих карт, применялись для ресурсоёмких, вычислительных задач того времени

В середине 40 годов была собрана машина «ЭВМ с архитектурой Неймана» эта вычислительная техника работала на ламповой платформе и занимала более 100 квадратных метров

Принцип ее работы заключался в использование двоичной системы которая по сравнению со старыми машинами имела существенное преимущество перед десятичными видами. Этот супер компьютер на 1949 год имел порядка 300 тысяч вычислений секунду или (300) (флопс) В начале 1960 годах IBM выпустила революционное новшество тех лет «IBM System 360» с общей ценной, на затраты, создания суперкомпьютера, оценивалось в 5 млрд долларов. Причём объемом оперативной памяти его достиг 64 килобайта с пропускной способностью записи 1,3 мегабайта и вычислительной мощностью В 10 миллионов операций в секунду. 10 (Мегафлопс).

Сделавший его одним из самых мощных суперкомпьютеров тех лет. Эти ЭВМ стали универсальными решениями и легко объединялись в одну платформу. На которых, впервые стали применяться языки программирования. С уникальной технологией, «магнитных дисков» , которые работали быстрее магнитных лент. В 1971 году Компания Intel, изменила историю, выпустив полноценный микропроцессор ввода и вывода информации, и стало полноценным микро ЭВМ.

В 1974 году Легендарный программист и инженер Крэй Сеймур выпустил супер компьютер «Cray-1» который работал на « центральном процессоре» содержащий 500 печатных плат с общей сложностью до 144 тысяч печатных плат. И имел мощность в 180 миллионов операций в секунду или 180 (Мегафлопс)

На выставке 1975 году, он получил восторженные отзывы экспертов, и каждая Научная Лаборатория в США хотела видеть ее у себя, но в всё таки она досталась Лос-Аламосскаой национальной лаборатории, которые по достоинству оценили ее мощь, и большой потенциал на будущее.

В 1983 году Свет увидел первый супер компьютер «NEC SX-2» кому покорился порог в 1 Миллиард операций в секунду, с плавающей запятой. (1 Гигафлопс) Для сравнения «Pentium 3» 1998-1999 годах, имел (1-2 Гигафлопса) c вычислительной мощностью.

В 1993 году Японская компания «Numerical Wind Tunne» выпустила векторный Супер компьютер, превышающий порог в 100 миллиардов действий в секунду ( 100 Гигафлопс) В основном она служила как прикладная универсальная машина, для цифрового моделирования, и аэродинамики. К примеру инженеры могли полностью разработать и создать на ней эскиз Космического спутник или шаттла.

На 1993-1994 года эта векторная супер машина была самой мощной и заняла первую строчку В Топ 500 оставаясь лидером до декабря 1995 года. Стоит также добавить, что сегодняшний процессор Сore i5 обладает такой же мощностью который был у «Numerical Wind Tunnel» в 93-95 годах.

В 1996 году «ASCI Red» достиг 1 триллиона операций в секунду (1 TFLOPS) который был собран на только что вышедших процессорах » Intel Pentium Pro 200 мгц» и в количестве 9216 штук эти процессоры были установлены на кластеры по два процессора на каждом узле. Размещалось это всё на 85 шкафах-стойках с общей площадью 148,6 квадратных метрах. Оперативная память этой вычислительной машины составило 594 Гигабайт 640 шт  жестких дисков, с общей дисковой памятью на 2 Тб. 

В качестве питания использовалось 1540 сиcтем питания и 616 систем соединения. Всё это «чудо» использовалось для « атомной инженерии»   Для сравнения сегодняшняя игровая приставка « Xbox One» имеет (1.4 TFLOPS) по сути эта консоль, имеет такую же мощь, как это вычислительный компьютер в 1996 году.

Earth Simulator- Самый быстрый компьютер 2002 по 2004 год. Компьютер был разработан Японским агентством аэрокосмических исследований и стал самым дорогим компьютером стоимостью 500 млн долларов. Она имеет производительность 35.86 Тфлопс.

Эта вычислительная машина построена на на 640 узлах, по 8 векторных процессорах по 16 Гб памяти на каждом. Всего процессоров 5120 на 2002 год, занимал первую строчку среди Топ 500 лучших компьютеров.

Blue Gene/L – Легендарный компьютер от IBM с массовой параллельной архитектурой, на 2007 год имела пиковую мощность в 596 Терафлопс и ставшей одним из самых производительных компьютеров тех лет. Сфера применения бимолекулярная инженерия.

Blue Gene/L

IBM Roadrunner- Ставший первым компьютером, который превысил порог в 1,026 петафлопса. Он работает на операционной системе Linux и занимает площадь 1100 квадратных метра при общем весе 226 тонн. Стоимость компьютера составила 133 миллиона долларов. Компьютер был построен для Министерства энергетики США

Summit- на 2019 год стал самым быстрым компьютером в мире. С общей мощностью в 122 Петафлопса. Этот монстр работает на 92 миллионых ядрах с процессорами от IBM POWER9 и графическими процессорами 24,648 графикой NVIDIA Tesla V100. Для охлаждения этого гигинта циркулирует 15 150 литров очищенной воды. Потребляема же мощность равна 15 МВт что сравнимо с энерго потребление с 8100 тысячами жилых домов.

Итог: Сегодняшние гаджеты, во многом быстрее самых лучших компьютеров прошлых лет, а именно планшеты, смартфоны. Супер компьютеры образца 70x годов, стали на сегодняшний день раритетом, и с сравнимы по мощности с обычным инженерным двухстрочным калькулятором. Супер компьютеры 90x годов, имеют такую же мощность, и схожи с обычными домашними компьютерами, при (80-100) Гифгафлопсах, , которые на то время стоили миллионы, и миллиарды долларов Супер компьютеры конца 90x годов, могут потягаться по скорости с игровыми консолями у которых мощность достигает 5 TFLOPS. Возможно в будущем, лет через 20-25 обычный карманный смартфон, будет иметь такую же производительность и скорость как Summit- 2019 года. Время движется вперед а с ним, и новейшие технологии. P.S

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

65731003