Реферат на тему Супер-ЭВМ в России и за рубежом. Принципы работы, их особенности, режимы обработки данных. Технические характеристики

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Суперкомпьютеры в России и за рубежом 4
2. Особенности и принципы работы суперЭВМ 7
3. Технические характеристики топ -5 суперкомпьютеров 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 18

Введение:

Тема настоящего реферата предназначена для ознакомления с суперкомпьютерами, с их техническими характеристиками и особенностями применения.
С момента появления первого ЭВМ прошло более 70 лет, конечно, с того момента сменились многие поколения ЭВМ, и мощности и сферы применения. Но с самого начала разработчиков волновали производительность ЭВМ, они постоянно модернизировали, усовершенствовали, увеличивали ее.
Производительность процесса с момента создания первого ЭВМ возросла в десятки тысяч раз с 10000 операций в секунду до 10 000 0000 операций.
Суперкомпьютеры – это суперЭВМ, которые в несколько раз превосходят по техническим характеристикам большинство существующих компьютеров.
СуперЭВМ – это, как правило, несколько высокопроизводительных серверных компьютеров, которые объединены в локальную сеть высокоскоростной магистралью, для того чтобы достичь в ней максимальной производительности в рамках распараллеливания вычислительной задачи.
Целью настоящего реферата является изучить суперЭВМ, их особенности и принципы функционирования, а также технические характеристики.
В связи с поставленной целью выполним следующие задачи:
− Рассмотрим суперЭВМ в России и за рубежом;
− Изучим особенности и принципы работы суперЭВМ;
− Рассмотрим технические характеристики.
Работа включает в себя три параграфа и изложена на 16 страницах.

Заключение:

Изучив историю развития суперкомпьютеров в России и за рубежом, стало ясно, что более чем за два десятилетия совместной эволюции архитектур и программного обеспечения на рынке появлялись системы с кардинально различающимися характеристиками, поэтому само понятие «суперкомпьютер» стало многозначным, и пересматривать его пришлось неоднократно.
Попытки дать определение суперкомпьютеру, опираясь только на производительность, привели к необходимости постоянно поднимать планку, отделяющую его от рабочей станции или даже обычного настольного компьютера. Только за последние 15 лет нормы менялись несколько раз. По определению Оксфордского словаря вычислительной техники 1986 года, для того, чтобы получить это гордое название, нужно было иметь производительность в 10 мегафлоп (миллионов операций с плавающей запятой в секунду). Вначале 90-х была преодолена отметка 200 мегафлоп, затем 1 гигафлоп. Сейчас суперкомпьютеры взяли планку в несколько петафлопс.
Еще 10 — 15 лет назад суперкомпьютеры были чем-то вроде элитарного штучного инструмента, доступного в основном ученым из засекреченных ядерных центров и криптографическим аналитикам спецслужб. Однако развитие аппаратных и программных средств сверхвысокой производительности позволило освоить промышленный выпуск этих машин, а число их пользователей в настоящее время достигает десятков тысяч. Фактически, в наши дни весь мир переживает подлинный бум суперкомпьютерных проектов, результатами которых активно пользуются не только такие традиционные потребители высоких технологий, как аэрокосмическая, автомобильная, судостроительная и радиоэлектронная отрасли промышленности, но и важнейшие области современных научных знаний.
Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что данная область развивается динамично, она обладает колоссальным потенциалом. Суперкомпьютерные приложения сегодня востребованы во множестве самых разных областей научно-технологического комплекса страны. Подобные технологии важны, поэтому являются объектом особого внимания высокоразвитых государств.

Фрагмент текста работы:

Суперкомпьютеры в России и за рубежом
СуперЭВМ — это такая электронно-вычислительная техника, которая по своим техническим характеристикам и производительности превосходит другие существующие в мире электронно-вычислительные машины.
Такая ЭВМ состоит из нескольких процессоров, что позволяет увеличивать производительность вычислений. Также отличительная особенность таких суперЭВМ это векторная арифметика – то есть способность ЭВМ выполнять арифметические операции над несколькими парами чисел одновременно. Например, типичный суперЭВМ может рассчитать заработную плату целого отдела, в то время пока обычный компьютер рассчитает заработную плату одного работника.
Первое поколение суперкомпьютеров появилось в 1960-м году. Он был создан компанией CDC – Control Data Corporation. Руководителем проекта был С. Крей. Одним из первых суперЭВМ, которые были разработаны данной фирмой, стала Cray CDC 1604. . В нем были заменены вакуумные электронные лампы транзисторами, он быстро завоевал популярность в научных лабораториях. Позже компания CDC разработала суперЭВМ CDC 7600 и начала работы над CDC 8600. В 1964 г. самым быстрым компьютером на Земле стал Stretch, который мог выполнять три миллиона операций с плавающей запятой в секунду (FLOPS).
Преимущества таких суперЭВМ была плотная упаковка электронных компонентов. Благодаря этому в таких суперкомпьютерах увеличивалась производительность. Они предназначались для лабораторных исследований, для вычисления дифференциальных уравнений, матричных вычислений, линейного программирования и других подобных задач.
В 70- х годах Крэй покинул компанию СDС и основал свою Cray Research, Inc.. Через три года после основания компания выпустила ЭВМ, которая относилась к 4-му поколению. Таким машин было продано более 80 штук, что в то время являлось колоссальным успехом. Cray-1 – это было первое многопроцессорное устройство, в котором операции могли происходить сразу на нескольких процессорах.
В дальнейшем компания выпустила первый супер-мини-ЭВМ – Cray X – MP. В 1982 году эта машина связала два компьютера Cray-1, которые также впервые могли реализовывать векторные вычисления.
В 1985 г. компания Cray Research представила компьютер Cray-2, в котором было четыре ядра процессора. Он стал первым вычислительным устройством, производительность которого превысила один миллиард FLOPS.
В 1983 г. Даниэль Хиллис, аспирант Массачусетского технологического института, придумал, как можно повысить производительность многопроцессорных систем, относящихся к 4 поколению ЭВМ. И в том же году он стал соучредителем компании Thinking Machines Corporation. В 1985 г. данная компания разработала свой первый компьютер CM-1. Он использовал 65 536 недорогих однобитовых процессоров, которые были сгруппированы по 16 шт. на одном чипе. Производительность компьютера CM-1 в некоторых операциях достигала нескольких миллиардов FLOPS и была сопоставима с самым быстрым на тот момент суперкомпьютером Cray.
Важными заказчиками суперЭВМ были военные. После подписания Соединенными Штатами Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний в 1996 г. возникла необходимость в альтернативной программе сертификации ядерных боеголовок. Поэтому Департамент энергетики США выделил деньги на новую программу развития суперкомпьютеров, целью которой стала разработка к 2004 г. компьютера, способного имитировать ядерные испытания. Эта ЭВМ должна иметь производительность более 100 триллионов FLOPS, а самым быстрым из существующих компьютеров в то время был Cray T3E, с производительностью до 150 миллиардов FLOPS. Суперкомпьютер ASCI Red, построенный в Национальных лабораториях Sandia в Альбукерке, совместно с корпорацией Intel, первым достиг 1 TFLOPS. В нем было задействовано 9 072 стандартных процессоров Pentium Pro.