Лидер ТОР 500 - Summit (суперкомпьютер фирмы IBM)

Summit — суперкомпьютер Ок-Риджской национальной лаборатории вычислительной мощностью 143.5 ПФлопс, самый мощный суперкомпьютер в мире по состоянию на 2019 год.Контракт на $325 млн Министерства энергетики США на построение суперкомпьютера в 2014 году получили IBM (серверные узлы), Mellanox (межсоединение) и Nvidia(графические ускорители). Система введена в эксплуатацию в июне 2018 года, заменив Titan.

Комплекс занимает площадь около 520 м² и состоит из 4608 серверных узлов IBM Power Systems AC922, в общей сложности суперкомпьютер оснащён 921622-ядерных процессоров IBM POWER9 и 27648 графических процессоров NVIDIA Tesla V100. Каждый узел содержит более 500 ГБ когерентной памяти (High Bandwidth Memory и DDR4 SDRAM), которая адресуется всеми CPU и GPU, плюс 800 ГБ энергонезависимой памяти, которая может использоваться как пакетный буфер или дополнительная память. Процессоры и видеокарты подключаются с использованием шины NVLink, что позволяет использовать гетерогенную вычислительную модель.

В подсистеме охлаждения циркулирует 15150 литров очищенной воды; потребляемая мощность системы в целом — 15 МВт (что сравнивается со снабжением 8100 среднестатистических жилых домов).

 

Рис. 10.50. Самый высокопроизводительный компьютер на 2020 год, - Summit

 

Характеристики:

Н аименование - Summit

Активност ь - июнь 2018—н. в.

Разработчик - IBM

Местонахождение - Министерство энергетики США

Архитектура - 9216 процессоров POWER9 с 22-ядерными CPU, и 27 648 Nvidia Tesla V100 GPU

Мощность - 15 МВт

Оперативная память - 250 PB

Назначение - Научные исследования.

 

Квантовые компьютеры.

Квантовый компьютер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой механики (квантовая суперпозиция, квантовая запутанность) для передачи и обработки данных. Квантовый компьютер (в отличие от обычного) оперирует не битами (способными принимать значение либо 0, либо 1), а кубитами, имеющими значения одновременно и 0, и 1. Теоретически, это позволяет обрабатывать все возможные состояния одновременно, достигая существенного превосходства над обычными компьютерами в ряде алгоритмов.

Одна из первых моделей квантового компьютера была предложена Ричардом Фейнманом в 1981 году.

 

 

Рис. 10.51. Ри́чард Фи́ллипс Фе́йнман (1918 — 1988) — выдающийся американский учёный, один из создателей квантовой электродинамики, первым высказал идею квантовых вычислений,

Лауреат Нобелевской премии по физике (1965 г.)

Концепция квантового процессора и квантовых логических вентилей была предложена в 1989 году Дэвидом Дойчем. Также Дэвид Дойч в 1995 году нашёл универсальный логический блок, с помощью которого можно выполнять любые квантовые вычисления.

 

 

Рис. 10.52. Дэ́вид Дойч (род. 18 мая 1953) — британский физик-теоретик, один из пионеров в области квантовых вычислений и пропагандист многомировой интерпретации квантовой механики, утверждающей наличие многих параллельных вселенных (т. н. мультиверсума). Объясняет уникальные вычислительные возможности тем, что квантовые вычисления происходят одновременно во многих вселенных.

 

В ноябре 2009 года физикам из Национального института стандартов и технологий в США впервые удалось собрать программируемый квантовый компьютер, состоящий из двух кубитов.

В ноябре 2017 года учёные IBM успешно построили и испытали прототип процессора с 50 кубитами.

В октябре 2019 года компания Google объявила, что ей удалось построить 53-кубитный квантовый процессор Sycamore и продемонстрировать т. н. "квантовое превосходство" над обычными компьютерами.

Американская компания в среду объявила, что ей удалось создать и успешно испытать компьютер нового поколения, способный выполнять задачи, выходящие далеко за пределы возможностей современных устройств. Как утверждается в пресс-релизе Google, ее микропроцессор Sycamore может за 3 минуты и 20 секунд произвести вычисления, на которые у самого мощного из существующих суперкомпьютеров потребуется 10 тысяч лет.

 

 

Рис. 10.51. Квантовый компьютер фирмы IBM.

 

 

Рис. 10.52. Квантовый компьютер компании Google, достигший квантового превосходства.

 

10.9 Контрольные вопросы

 

1. Какие учёные первыми осознали важность двоичного представления чисел?

2. В чём ценность конструктивных решений Ч. Бэббиджа, заложенных в его аналитическую машину?

3. Кто был первым программистом и ввёл термины цикл и рабочая ячейка?

4. Почему эле́ктрова́куумный триод Ли де Фореста стал основой первых ЭВМ?

5. Кто изобрёл первый в мире электронный цифровой компьютер?

6. В каком году и где появилась первая универсальная ЭВМ? Как она называлась и кто был её разработчиком?

7. Почему в шестидесятых годах все ЭВМ стали транзисторными?

8. В чём достоинство микропроцессоров и почему их появление названо микропроцессорной революцией?

9. Почему появление IBM РС связывается с началом компьютерной революцией?

10. В чём сущность и революционное значение появления сетевых технологий?

11. Кто автор и в чём суть концепции WWW?

12. Сравните возможности современных смартфонов и широко распространённых персональных ЭВМ.

13. В чём причина сверхвысокой производительности современных супер – ЭВМ? Почему они занимают очень много места и потребляют очень много электроэнергии?

14. В чём принципиальное отличие квантовых компьютеров от обычных?

15. В чём причина уникально высокой производительности квантовых компьютеров, по мнению Д. Дойча?