История суперкомпьютерных технологий

Бенчмаркинг

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Основы обеспечения качества»

Проверил, доцент

_____________________А.В. Щурова

_____________________2016 г.

Автор работы

студент группы П-459

____________________ И.И. Сидоров

____________________2016 г.

Реферат защищен

с оценкой

___________________________ _____________________2016 г.

Челябинск 2016

Аннотация

Сидоров, И.И. Суперкомпьютеры. Реферат по дисциплине «Информатика».– Челябинск: ЮУрГУ, ФМ-460, 24 с., 11 ил., 2 табл., библиогр. список – 6 наим., 1 прил.

Цель реферата – отразить современные сведения по суперкомпьютерным технологиям.

Задачи реферата – изучить историю развития суперкомпьютеров, их оценки и рейтинги, место российских суперкомпьютеров в мировом процессе, задачи, решаемые суперкомпьютерами, суперкомпьютеры ЮУрГУ.

Рассмотрены история суперкомпьютерных технологий, производительность суперкомпьютеров и их рейтинги, суперкомпьютеры Российской Федерации, применение суперкомпьютеров и суперкомпьютер ЮУрГУ.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 4

1. История суперкомпьютерных технологий.. 5

2. ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ И ИХ РЕЙТИНГИ.. 12

3. СУПЕРКОМПЮТЕРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.. 15

4. Применение суперкомпьютеров.. 17

5. Суперкомпьютер ЮУрГУ.. 24

Заключение.. 27

Библиографический список.. 28

ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 29

ВВЕДЕНИЕ

Компьютерные технологии появились в середине 20 века и в настоящее время прочно вошли в бытовую и производственную сферы. Достаточная мощность компьютеров позволила создать дружественный интерфейс, позволяющий работать не только профессионала, но и людям по роду своей профессии ни как не связанным с компьютерам. Так появились персональные компьютеры, мощность которых вполне достаточна для решения большинства бытовых и производственных задач. Однако существуют задачи, которые требуют вычислительных ресурсов намного больше, чем могут предоставить персональные ЭВМ. К таким задачам относятся задачи прогнозирования погодных условий, поведения сложных объектов, таких, например, как полет самолета, поведение грунтов под зданиями в период землетрясений и т.д. Эти задачи связаны с использованием больших объемов информации или решением большого числа уравнений с большим числом переменных. В этих случаях нужны более мощные компьютеры. Существуют различные пути решения данной проблемы. Один из них связан с применением более мощных процессоров и других компонентов компьютера. Другой путь связан с применением многопроцессорных систем и систем хранения данных. Несмотря на стремительное увеличение производительности процессоров и компонентов компьютеров, темпы такого развития все еще отстают от потребностей в вычислительных ресурсов в названных выше задачах. Поэтому применение многопроцессорных систем сегодня считается более дешевым и доступным вариантом для решения сложных задач. К числу таких систем относятся суперкомпьютерные системы на базе вычислительных модулей.

Изучению вопросов возможностей суперкомпьютеров и суперкомпьютерных вычислений посвящен данный реферат.

История суперкомпьютерных технологий

В мировой лексикон термин «суперкомпьютер» вошел вместе с компьютерами Сеймура Крея в конце 60-х – начале 70-х годов прошлого века. И сейчас марка «Cray» приходит на ум в первую очередь, когда требуется привести пример сверхмощной вычислительной машины. Любопытно, что сам Крей свои детища суперкомпьютерами не называл никогда. Корпорация «Cray Inc.» и по сей день является одним из мировых лидеров в производстве вычислительных систем большой мощности, наряду с такими мировыми гигантами, как IBM и Hewlett Packard. «Cray-1», выпущенный в 1974 году - первое детище организованной Сеймуром Креем компании. Он имел производительность 133 Мфлопс – миллионов операций над числами с плавающей точкой в секунду. «Cray-1» относится к четвертому поколению компьютерной техники, поколению построенному на сверхбольших интегральных схемах. «Cray-X1E», решение, предлагаемое компанией сейчас, несмотря на гигантский скачок в производительности - до 147 Тфлопс (триллионов операций над вещественными числами в секунду) – также принадлежит к четвертому поколению ЭВМ.

Суперкомпьютеры изначально создавались для трудоемких математических расчетов, поэтому их быстродействие определяется способностью работать с вещественными числами. Абстрактные цифры количества используемых процессоров, их тактовых частот, объема оперативной памяти в данной области заказчиков интересуют мало. Эталоном для измерения производительности суперкомпьютера служат тесты LINPACK BENCHMARK, предложенные Джеком Донгаррой (Jack Dongarra). Эталонные тесты LINPACK основаны на решении системы линейных уравнений с плотно заполненной матрицей коэффициентов над полем действительных чисел методом исключения Гаусса. Результатом работы теста являются два числа – достигнутое количество операций в секунду и реальная производительность системы в процентах от пиковой, максимально возможной для данного компьютера. Обычно реальная производительность на тестах LINPACK колеблется в промежутке от 60 до 80%.

Рисунок 1.1 – Компьютер «Cray-1»

r_n=||Ax-f||_∞ /(||A||₁N_ε);
r₁ =||Ax-f||_∞ /(||A||₁||x||_1ε);
r_∞ =||Ax-f||_∞ /(||A||_∞||x||_∞ε).

Эти условия означают, что задача решена верно. Где ε — точность представления чисел с плавающей точкой.

Rmax — Наивысший результат, полученный при использовании системы тестов Linpack (реализация HPL). Это число и используется для сравнения быстродействия компьютеров. Измеряется в TFLOPS.

Rpeak — Теоретическая пиковая производительность системы. Измеряется в TFLOPS.

Таблица 2.1 – Первая десятка 39-й редакции списка Top500, опубликованного 18 июня 2012 года