Przez wiele lat obliczenia o wysokiej wydajności wykazywały zdolność do modelowania i dokładnego przewidywania szerokiego zakresu właściwości fizycznych i zjawisk. Wiele z nich miało głęboki wpływ na otaczający nas świat, przyczyniając się do tworzenia bogactwa i poprawy jakości życia. Jednak potrzeba rozwiązywania w czasie rzeczywistym problemów o dużej skali doprowadziła do ery szybszych, potężniejszych maszyn, zwanych superkomputerami. Superkomputer to potężny i kosztowny w danym momencie system. Są one wykorzystywane we wszystkim, od prognozowania pogody, inżynierii lotniczej i kosmicznej, modelowania wypadków samochodowych i bezpieczeństwa oraz złożonych problemów matematycznych, które wymagają obliczeń na dużą skalę.
Obliczenia cyfrowe ewoluowały do wyższych poziomów w wysoce wyspecjalizowaną i wymagającą dziedzinę. Obliczenia o wysokiej wydajności (HPC) to najnowsza wersja tego, co kiedyś nazywano superkomputerami. HPC jest narzędziem wykorzystywanym w nauce i inżynierii, dzięki innowacyjnym postępom sprzętowym, programowym i algorytmicznym. Początkowo w superkomputerach dominowały procesory wektorowe, co zmieniło się wraz z obliczeniami równoległymi, które pojawiły się jako główne narzędzie obliczeń naukowych. Na przestrzeni lat wydajność obliczeniowa wzrosła dramatycznie. Obecnie wkraczamy w nową erę obliczeń o wysokiej wydajności i można tylko przewidywać większy rozwój obliczeń.
Co to jest superkomputer?
Supercomputing odnosi się do przetwarzania szalenie złożonych lub obfitujących w dane zadań przy użyciu połączonych zasobów wielu komputerów pracujących równolegle (co jest superkomputerem). Termin superkomputer jest związany z superkomputerami oznaczającymi systemy komputerowe, które są potężne, aby obsługiwać obliczenia o wysokiej wydajności, w przeciwieństwie do komputera ogólnego przeznaczenia. Superkomputery, w rzeczywistości, są najszybsze komputery do tej pory i stąd kręgosłup nauk obliczeniowych. Są one wystarczająco zdolne do przetwarzania i generowania ogromnych ilości danych z niezrównaną szybkością i wydajnością. Struktura sprzętowa lub architektura superkomputerów decyduje o wydajności systemów superkomputerowych. Obecnie superkomputery są wykorzystywane do bardzo intensywnych zadań obliczeniowych w projektach z zakresu fizyki kwantowej, prognozowania pogody, symulacji fizycznych i modelowania molekularnego. Mogą być wykorzystywane do symulacji samolotów w tunelach aerodynamicznych, rozszczepiania elektronów, detonacji broni jądrowej, poszukiwania ropy i gazu oraz wielu innych.
Co to jest High-Performance Computing?
High-performance computing (HPC) to wykorzystanie superkomputerów i technik obliczeń równoległych do rozwiązywania złożonych problemów obliczeniowych. Obliczenia równoległe polegają na współpracy wielu elementów obliczeniowych w celu rozwiązania problemu. Wszystkie nowoczesne architektury superkomputerowe w dużym stopniu opierają się na równoległości. Ogólnie rzecz biorąc, HPC to praktyka łączenia mocy obliczeniowej w sposób zapewniający wyższą wydajność w porównaniu z typowym komputerem stacjonarnym. Przez lata obliczenia o wysokiej wydajności wykazywały zdolność do dokładnego modelowania i przewidywania szerokiego zakresu właściwości fizycznych i zjawisk. Na architekturę HPC wpływają technologie najniższego poziomu i projekty układów oraz to, jak można je najskuteczniej wykorzystać w superkomputerach. HPC jest jednym z zastosowań superkomputerów, które pozwoliłyby im na rozwiązywanie problemów obliczeniowych, które są zbyt duże, aby mogły sobie z nimi poradzić typowe komputery stacjonarne.
Różnica między Supercomputing a High-Performance Computing
Technologia
– Superkomputer to przetwarzanie niezwykle złożonych lub wymagających dużej ilości danych problemów poprzez koncentrację połączonych zasobów wielu komputerów pracujących równolegle (co jest superkomputerem). Superkomputer jest naprawdę szybkim komputerem, który jest wystarczająco potężny, aby działać na najwyższym obecnie poziomie operacyjnym dla komputerów lub w jego pobliżu. High-performance computing (HPC) to najnowsza wersja tego, co kiedyś nazywano superkomputerami. HPC to narzędzie wykorzystywane w nauce i inżynierii, dzięki innowacyjnym postępom sprzętowym, programowym i algorytmicznym. HPC to wykorzystanie superkomputerów i technik obliczeń równoległych do rozwiązywania złożonych problemów obliczeniowych.
Aplikacje
– Technologia HPC łączy zarówno administrację, jak i równoległe techniki obliczeniowe w celu opracowania algorytmów i systemów przetwarzania równoległego. Wykorzystując równoległą naturę systemów obliczeniowych o wysokiej wydajności, HPC może być wykorzystywana w wielu zastosowaniach, takich jak analiza strukturalna, obliczeniowa dynamika płynów, eksploracja ropy naftowej, nauki o atmosferze i zastosowania obronne. Inne zastosowania obejmują rzeczywistość wirtualną, chemię obliczeniową, finanse, transport itp.
Superkomputery są podstawą nauk obliczeniowych i są wykorzystywane do wielu złożonych zadań, które wymagałyby obliczeń w różnych dziedzinach, w tym prognozowania pogody, inżynierii lotniczej i kosmicznej, modelowania wypadków samochodowych i bezpieczeństwa, fizyki kwantowej, symulacji fizycznych, modelowania molekularnego, poszukiwania ropy naftowej i gazu oraz wielu innych.
Podsumowanie
Termin superkomputer jest związany z superkomputerami oznaczającymi systemy komputerowe, które są potężne, aby obsługiwać obliczenia o wysokiej wydajności, w przeciwieństwie do komputera ogólnego przeznaczenia. Superkomputer odnosi się do potężnego i drogiego systemu osiągniętego przez innowacyjne wykorzystanie nowszych koncepcji sprzętowych i programowych. Od procesorów wektorowych do obecnych strategii przetwarzania równoległego, obliczenia cyfrowe ewoluowały w wysoce wyspecjalizowaną dziedzinę. High-performance computing (HPC) jest najnowszą wersją tego, co kiedyś nazywano superkomputerami. HPC jest doskonałym narzędziem w nauce i inżynierii, które zawiera zarówno administrację, jak i równoległe techniki obliczeniowe w celu opracowania algorytmów i systemów przetwarzania równoległego.