Үндсэн хуудас » 2011 » Дөрөвүгээр cap » 28 » Супер компьютер
Супер компьютер гэдэг нэр томьёо нь тухайн цаг үедээ хамгийн єндєр
хурдыг үзүүлж, хамгийн бага хугацаанд хамгийн их багтаамжтай, үр дүнтэй
ажиллаж чаддаг тооцоолох машиныг хэлж байгаа юм. Ер нь бол сүүлийн 100
жилээс эхлээд супер компьютерууд л дэлхийн хєгжлийг урагш нь татаж авч
явах болсон гэхэд нэг их буруудахгүй юм. 1929 онд "Нью-Йорк World” сонин
IBM корпорацийн Колумби Их Сургуульд зориулж бүтээсэн Tabulator-ын
тухай єгүүлэхийн тулд Супер Компьютер хэмээх нэр томьёог анх хэрэглэсэн
гэдэг.
Үйлдвэрлэлийн товч түүх
Ер нь бол албан ёсоор хамгийн анх Control Data Corporation-ы (CDC)
Seymour Cray бүтээснээр 1960-аад онд л олонд танигдаж эхэлсэн гэдэг.
Түүнээс хойш Cray компаниа 1970-аад онд орхих хүртэл түүний компьютер
зах зээлийг тэргүүлсэн юм. Cray компаниа орхиж оронд нь єєрийн Cray
Research хэмээх хувийн компанийг байгуулжээ. 1985-1990 он хүртэл
Cray-ийн компани супер компьютерийг зах зээлийг бүхэлд нь атгаж,
тэргүүлж байлаа. Гэвч тэр үедээ л супер болохоос одоо бол инээдтэй зүйл
шүү дээ. Тэгээд ч Cray єєрєє хэзээ ч "супер” гэдэг үгийг хэрэглэж
байгаагүй юм. Зүгээр л "компьютер” гэж нэрлэдэг байлаа. 1980-аад оноос
компьютерийн зах зээл асар єргєжин олон тооны жижиг єрсєлдєгчид гарч
ирсэн байна. Тэдгээр єрсєлдєгчид супер компьютер хийхийн сацуу жирийн
хэрэглээний компьютерийн зах зээлд давхар єрсєлдєж байсан юм.
Харамсалтай нь 1990-ээд оны үед ихэнх нь алга болсон байлаа.
Програмын багажууд
Супер компьютерийг програмын аргаар бий болгож болдог. Маш олон жирийн
компьютер болон серверийг сүлжээнд холбон тэдгээрийн хүчийг нэгтгэнэ
гэсэн үг. Beowulf, openMosix гэх мэт нээлттэй эх бүхий програмууд, MPI,
PVM гэх мэтийн API-нууд бий. ZeroConf гэсэн технологи нь Ad hoc маягийн
компьютер кластерийг бүтээж чадна.
ЕРЄНХИЙ ХЭРЭГЛЭЭ
Ер нь хаана асар том єгєгдлүүд дээр боловсруулалт, тооцоолол хийх
шаардлагатай байна, тэнд л супер компьютер шаардлагатай нь ойлгомжтой.
Жишээ нь цємийн физик, цаг агаарын судалгаа, дэлхийн байгаль орчны
нєлєє, дэлхийн дулаарал, молекулын тєвшний загварууд, физикийн
загварчлал (онгоцонд салхи ямар нєлєє үзүүлэх, цємийн зэвсгийн туршилт),
нийгмийн тєрєл бүрийн судалгааг дурдаж болно. Дэлхийн томоохон их
сургуулиуд, цэргийн судалгааны тєвүүд, эрдэм шинжилгээний байгууллагууд
супер компьютерийн гол хэрэглэгчид байдаг.Супер компьютерийн ертєнцєд
тооцоолох чадал, тооцоолох багтаамж гэсэн 2 үзүүлэлт яригддаг. Эдгээр нь
ялгаатай ойлголт юм. Тооцоолох чадал гэдэг нь хир их єгєгдлийг єгєгдсєн
хугацаанд боловсруулж чадах вэ гэдгийг илтгэдэг. Ихэнхдээ л асуудлыг
хичнээн хугацаанд боловсруулж үр дүнг гаргана гэж ойлгодог. Тооцоолох
багтаамж гэдэг бол ашигт үйлийн коеффициент юм. Хир их зардал гаргаж
ямар үр дүнг гаргаж байгааг илтгэнэ гэсэн үг. Хэрвээ маш олон бэрхшээл
туулж, єчнєєн гацаа доголдол гарсны дараа нэг юм үр дүнг гаргадаг бол
энэ үзүүлэлт маш муу байна.
Техник хангамж ба Програмын дизайн
Аль ч цаг үеийн суперкомпьютер нь тэр үеийнхээ жирийн процессоруудыг
бодвол арай илүү хүчин чадалтай процессоруудыг ашигладаг бєгєєд хамгийн
гол нь тэдгээрийг паралелиар хэрхэн үр дүнтэй зєв ажиллуулах вэ гэдэг
дээр гол асуудал єрнєдєг. Олон процессорууд байвч томоохон ажлыг хуваан
авч тооцоолж үр дүнг нэгтгэн гаргадаг. Санах ойн асуудал хамгийн хүнд
байдаг. Хэрвээ нэг л буруу тооцоолох аваас үр дүн тэр чигтээ буруу болж
уг машин хэнд ч хэрэггүй болж хувирна. Санах ойг зохицуулах нь аль ч
компьютер дээр тийм ч амар асуудал биш юм. Процессор болгонд санах ой
шаардлагатай нь тодорхой. Ер нь бол процессорын тєвшинд жирийн
компьютер, супер компьютерийн хувьд айвхтар ялгаа байхгүй боловч санах
ойн бүтцийн хувьд ихээхэн ялгаа бий. Бас I/O буюу Оролт/Гаралт нь асар
том єгєгдлийг дамжуулахын тулд асар єндєр хүчин чадалтай, єргєн сувагтай
байх ёстой болно.
Суперкомпьютертай холбогдолтой асуудлууд, технологиуд Супер компьютер нь хамгийн єндєр хүчтэй процессорууд, бичил схемүүд
ашигладаг тул аймшигтай их хална. Хэрвээ түүнийг тэр дор нь хєргєж
байхгүй бол тэгээд л нам шатаад дуусах болно. Иймээс хєргєлтийн
системийг хэрхэн зєв, сайн бүтээх вэ гэдэг нь суперкомпьютерийн томоохон
бэрхшээлийн нэг юм. Хэт нүсэр хєргєлтийн систем нь асар их зардалтай
бол муу нь машиныг хєргєж чадахгүйд хүрэх болно. Суперкомпьютерийн эд ангиуд дотор дамжиж байгаа мэдээлэл нь хичнээн ч
хурдан байлаа гэсэн "гэрлийн хурднаас” удаан байх нь ойлгомжтой. Иймээс
олон метр эзэлсэн том машин нь мэдээлэл дамжуулахын тулд хамгийн
багадаа наносекундыг арав хуваасантай тэнцүү хугацааг алдах болно.
Иймээс кабелиудыг хамгийн бага байхаар тооцоолж машиныг бүтээдэг боловч
паралелиар ажиллаж байгаа процессоруудыг ямар нэгэн кабелиар холбох нь
гарцаагүй юм. Супер компьютер нь асар их єгєгдлийг богино хугацаанд бий болгож
боловсруулдаг болохыг та бид мэдэж авлаа. Тэгвэл тэр их єгєгдлийг үүсгэж
машин руу оруулах, гарсан үр дүнг дүрслэх, хадгалах, зєєвєрлєх
шаардлагатай болох нь дамжиггүй. Энэ нь бас л тийм ч амар ажил биш ажээ. Супер компьютерт дараах технологиудыг ашигладаг: Вектор боловсруулалт Шингэн хєргєлтийн систем Стандартын бус Санах Ойн систем Зурвасан дискүүд (RAID) Паралель файлын систем YЙЛДЛИЙН СИСТЕМ
Єнєєдєр ашиглагдаж байгаа ихэнх суперкомпьютерууд нь Linux Эсвэл UNIX
үйлдлийн системийг ашиглаж байгаа юм. Ийм үйлдлийн системүүдийн
хэрэглэгчийн интерфэйс нь болхидуу боловч түүний програмчлах боломж,
техник хангамжтайгаа зохицох чадвар нь маш сайн юм. Түүнчлэн Unix, Linux
үйлдлийн системүүд нь үнэ тєлбєргүй байдаг тул супер компьютер
хэрэглэгчдэд том олз болдог. Хэрвээ тєлбєр бүхий лицензтэй байх аваас
олон сая доллар тєлєх хэрэгтэй болно.
ПРОГРАМЧЛАЛ
Паралель архитектур гэдэг бол бидний мэддэг энгийн хэрэглээнээс тэс єєр
зүйл юм. Ийм архитектур бүхий техник хангамжийг бүрэн бүтэн үр дүнтэй
ашиглахын тулд тусгай мэргэжилтнүүд хэрэг болно. Тэгээд ч тусгай
технологи бүхий програмчлалын системийг ашигладаг. Жирийн аргаар
програмаа бичих аваас паралель бүхий тэр гайхамшигт тєхєєрємжүүдийг
ашиглаж чадахгүйд хүрнэ. Жишээ нь тусгай зориулалтын Fortran хэл нь C ба
C++ хэлүүдийг бодвол илүү хурдтай ажиллаж чадах кодыг үүсгэж чадна.
Иймээс For¬tran нь ерєнхийдєє шинжлэх ухааны судалгаанд єргєн
хэрэглэгддэг хэл болсон юм.
ОРЧИН ҮЕИЙН СУПЕР КОМПЬЮТЕРУУДЫН БҮТЭЦ
2006 оны 11-р сард гаргасан судалгаагаар шилдэг 10 суперкомпьютерууд нь
бүгдээрээ яг дээрх шиг бүтэцтэй байсан байна. Бүгд л MIMD олон процессор
бүхий кластертай. Тэдний хоорондоо ялгагдах хамгийн гол шинж нь кластер
дахь олон процессорууд, олон процессор дахь процессорын тоо, SIMD
процессор дахь зэрэг хийх үйлдлийн тоо зэрэг л байлаа. Энд дурдагдсан
зарим нэр томьёонууд нь бидэнд ойлгомжгүй санагдаж болох юм. Тайлбарлах
шаардлагатай нь мэдээж:
Компьютер кластер гэдэг бол олон компьютеруудын цуглуулга юм.
Компьютеруудын маш єндєр хурдтай кабелиар холбож, асар том сүлжээ
үүсгэсэн байдаг. Компьютер болгон нь тусдаа үйлдлийн системтэй. Олон процессорууд гэдэг нь компьютер юм. Нэг үйлдлийн системтэй
боловч нэгээс олон хэд хэдэн процессортой. Үйлдлийн систем болон програм
хангамж нь олон процессоруудаа удирдаж байдаг. Ийм үед хийгдэх үйлдлүүд
нь Тэгш хэмт байдалтайгаар задарч процессоруудаар гүйцэтгэгдэнэ. Бас
стандартын бус санах ойн технологи ашиглана. SIMD процессор гэдэг нь нэгээс олон ижил даалгаврыг нэг цагт
гүйцэтгэх чадвартай процессор юм. Энэ процессор нь хамгийн ерєнхий
командлагчийн үүргийг гүйцэтгэнэ.
2006 оны 11-р сарын байдлаар дэлхий дээр албан ёсоор бүртгэгдсэн хамгийн
хурдан компьютер нь Blue Gene/L гэдгийг бид мэддэг болсон. Энэ машин нь
65536 компьютер бүхий кластертай, компьютер болгон нь хос процессортой,
процессор болгон нь 2 єгєгдлийн урсгалыг зэрэг боловсруулах чадалтай.
Тэгвэл эсрэгээр Columbia хэмээх машин нь 20-хон компьютертай боловч нэг
бүр нь 512 процессортой, процессор болгон нь бас адил хос урсгалтай юм.
2005 онд Моорын алдарт хуулиар одоогийн жирийн хэрэглээний компьютер нь
15 жилийн ємнєх супер компьютертай адил хүчин чадалтай болжээ. Бараг
илүү ч гэж хэлж болно. Түүнчлэн хэмжээ дамжаа нь ч бас л хуулийн дагуу
асар их багассан байна. Тэр үед зєвхєн эрдэм шинжилгээний байгууллагууд л
асар их зардлаар бүтээж, хэрэглэж байсан супер компьютеруудыг єнєєдєр
хэн дуртай нь худалдаж аваад ширээн дээрээ тавьчих боломжтой болжээ.
Цаашид ч гэсэн хүчин чадал єсєхийн зэрэгцээ, хэмжээ нь багасдаг Моорын
хууль үйлчилсээр л байх болно.
Тусгай зориулалтын суперкомпьютер
Тусгай зориулалтын супер компьютерууд нь зєвхєн тусгай зориулалтаар
ашиглахаар анхнаасаа тєлєвлєгдєж зохион бүтээгдсэн байдаг. Єєрєєр хэлбэл
зєвхєн тухайн асуудлыг л шийднэ гэсэн үг. Нэгэнт зориулалт нь тодорхой
учраас програмчлалыг нь зохиогоод шууд чипэн дээр нь шарчихна. Дараа нь
програмчлалыг солих боломжгүй гэсэн үг. Энэ нь тухайн машины үнэ цэнийг
ихээхэн унагадаг боловч тухайн зориулалт нь асар єндєр ач холбогдолтой
бол яая гэхэв. Ийм компьютерийг сансар огторгуй судлал, молекул,
биотехнологи зэрэгт хэрэглэх нь бий.
Deep Blue: Шатар тоглох зориулалттай Супер компьютерийн доторх зарим тусгай зориулалтын дэд машинууд GRAPE: Сансар судлал болон молекулын бүтэц Deep Crack: Үл мэдэгдэх код, цифрийн утга тайлагч Суперкомпьютерийн хурдыг хэмжих нь
Суперкомпьютерийн хурдыг "Flops” (Floating Point Operations Per Second)
гэсэн үзүүлэлтээр хэмждэг. Үүнийг Tera гэсэн угтвар үгтэй хослуулах нь
түгээмэл. Ингэснээр "TFLOPS” болно доо. 1012 FLOPS нь 1 TeraFlops бєгєєд
Peta гэвэл PFLOPS болох ба 1015 FLOPS-той тэнцэнэ. Асар том
хэмжигдэхүүний тухай ярьж байгаа гэдгийг та гадарлаж байгаа биз ээ.
ШИЛДГYYД
1993 оноос хойш хурдтай суперкомпьютеруудыг дүгнэж байр эзлүүлэх болсон.
Үүнээс ємнє байр эзлүүлэх аргагүй тийм цєєхєн байсан бол энэ үеэс хойш
маш олон суперкомпьютерууд үйлдвэрлэгдэх болсон юм. 2007 оны 8-р сарын
байдлаар IBM Blue Gene/L нь албан ёсоор хамгийн хурдан суперкомпьютер
болоод байна. Харин бидний мэдэх болсон MDGRAPE-3 нь 2006 оны 6-р сард
бүтээгдэж дууссан бєгєєд анх удаа PFLOPS хэмжигдэхүүнд хүрсэн юм. Даанч
тэрээр тусгай зориулалтын суперкомпьютер тул энэхүү жагсаалтад албан
ёсоор орох боломжгүй болж байна. IBM-ын алдарт Blue Gene/L. Энэ
компьютер олон газар суурилагдсан. Түүний зорилго нь молекулын динамик
симюлятор гэдгийг бид нэгэнт мэдэж авсан.
Онцгой тєрлийн суперкомпьютер
Яг Суперкомпьютер гэхэд хэцүү боловч тэрнэрхүү юм бас байна аа. Асар
олон компьютеруудыг нийлүүлээд нэг зэрэг тооцоолол хийсэн жишээ
туршилтууд байгаа юм. Жишээ нь 2007 оны 3-р сарын 27-нд BOINC хэмээх
платформыг туршсан юм. Энэ тєсєл дээр сүлжээнд холбогдсон 1’797’000
гаруй компьютеруудыг ашиглан 530.7 TFLOPS чадал гаргасан билээ. Тэгвэл
арай ємнє 2005 оны 3-р сарын 16-нд Folding@home хэмээх тєсєл нь 195
TFLOPS хүчийг бүртгэж авсан байдаг. Одоо ч гэсэн асар их хүч бүртгэгдэж л
байдаг юм. Sony фирмийн PlayStation 3 тоглоомын консоль гарснаар бүр их
хүч бүртгэгдэх болсон. Яагаад гэвэл ийм тоглуулагчтай хүмүүс дэлхий
даяар сая сая байгаа бєгєєд тэд зэрэг нэг тооцоолол хийх тохиолдол
гардаг юм. Жишээ нь энэ оны 4-р сарын хавьцаа хүчний харьцаа 600 TFLOPS
хавьцаа байсан гэдгийг хєдєлшгүй тогтоосон.
ЦААШДЫН СУДАЛГАА БА ХЄГЖҮҮЛЭЛТ
2006 оны 9-р сарын 9-нд Америкийн Эрчим хүчний Яамны харьяа Үндэсний
Цємийн Газар нь дараагийн үеийн суперкомпьютер бүтээлгэх болсон байна.
Тэд энэ ажлаа хийлгэхээр IBM компанийг сонгосон бєгєєд одоо ажил ид
үргэлжилж байна. Энэ нь дэлхийн анхны Cell Broadband Enginetm ашигласан
суперкомпьютер болох юм. Түүний тооцоолох чадал секундэд 1000 триллион
үйлдэл буюу 1 PFLOPS гэж ойлгож болно. Тэгвэл Энэтхэгт Dr.Karmarkar-ын
удирдлага дор бас л 1 PFLOPS хүрсэн чадалтай суперкомпьютер бүтээх тєсєл
хэрэгжиж эхлээд байгаа гэнэ. CDAC нь бас л 1 PFLOPS хүрсэн машиныг 2010
он гэхэд бүтээхээр ажиллаж байгаа юм байна. Түүнчлэн Cyclops64 гэсэн
машиныг бас бүтээж байгаа сурагтай. Google-ийн серверт тохиргоо хийнэ
гэдэг баргийн аавын хүүгийн хийх ажил биш гэдгийг та мэдэж авлаа.
СУПЕРКОМПЬЮТЕРИЙН ОН ЦАГИЙН ДАРААЛАЛ
Суперкомпьютерийн жагсаалт бидэнд ихээхэн сонирхолтой байж болох юм.
Гэхдээ энд зєвхєн ерєнхий зориулалтын суперкомпьютеруудыг жагсаасан
гэдгийг анхаараарай.
Ангилал: Мэдээ мэдээлэл |
Үзсэн: 2118 |
Нийтэлсэн: Захирал_Mongoloo
| Үнэлгээ: 0.0 /0
Нийт сэтгэгдэл: 1
Comments display order:
By default
New comments first
Old comments first
0 1 xecky (2012-01-30 5:08 AM)
[
Entry ]
proggrammin dizain gdgee sain bijihgvde
Нийт: 1
Зочин: 1
Гишүүн: 0
Үндсэн хуудас
Мэдээ мэдээлэл
Monano
Форум
Асуулт хариулт
Шууд тоглох
Бүртгүүлэх
Нэвтрэх
