Qu'est-ce qu'un supercalculateur? Le top 10 des supercalculateurs au monde

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La définition du dictionnaire d'un supercalculateur est «un ordinateur central particulièrement puissant».

La «puissance» d'un supercalculateur est définie par le nombre de opérations que le système peut traiter chaque seconde.

Ceci est une définition large avec un poteau de but qui change chaque fois que la technologie informatique progresse. le ordinateurs personnels les plus rapides aujourd'hui sont des opérations de traitement à la vitesse que les supercalculateurs effectuaient il y a plusieurs décennies. C’est à cette vitesse que cette technologie évolue.

Qu'est-ce qu'un supercalculateur, vraiment?

Voyons de plus près à quoi ressemblent les superordinateurs aujourd'hui pour le découvrir.

Le supercalculateur le plus puissant au monde

Pendant de nombreuses années, les États-Unis, la Chine et le Japon se sont battus pour devenir le pays qui possédait le supercalculateur le plus rapide au monde. «Rapide» est défini par le nombre de pétaflops que le système informatique peut effectuer. UNE

pétaflop est de mille téraflops, ou un quadrillion opérations en virgule flottante par seconde Tests de référence sur PC: quels sont-ils et importent-ils réellement?Il existe de nombreux sites techniques sur Internet qui traitent de références - une multitude de graphiques et de chiffres pour presque n'importe quel matériel sur le marché. Mais que signifient-ils? Lire la suite .

En 2013, les deux supercalculateurs les plus puissants qui existaient étaient:

• le Cray Titan à Oak Ridge, offrant une capacité de traitement de 17,59 pétaflops.
• le IBM Sequoia à Livermore Labs, poussant 17,17 pétaflops.

Cependant, cette année-là, la Chine a pris le relais avec le NUDT Tianhe-2 à Guangzhou, avec un énorme 33,86 pétaflops. Ce système était roi, jusqu'en 2016 lorsque le Sunway TaihuLight à Wuxi, la Chine a finalement remporté le prix avec un impressionnant 93,01 pétaflops.

Selon Top500, le prochain roi des superordinateurs devrait être le Sommet. Il s'agit d'un supercalculateur au Oak Ridge National Lab, qui devrait être mis en service à l'été 2018.

Regarder plus loin dans un supercalculateur

Maintenant que vous connaissez l'état de la course actuelle aux superordinateurs, examinons de plus près le fonctionnement interne de ces merveilles technologiques impressionnantes. Examinons le Sunway Taihulight.

Le Taihulight est un ordinateur super efficace avec l'architecture de processeur suivante:

• Processeurs SW26010 1,45 GHz, chacun avec quatre groupes de noyaux Qu'est-ce qu'un CPU et que fait-il?Les acronymes informatiques prêtent à confusion. Qu'est-ce qu'un CPU de toute façon? Et ai-je besoin d'un processeur quadruple ou double cœur? Qu'en est-il d'AMD ou d'Intel? Nous sommes là pour vous expliquer la différence! Lire la suite .
• Chaque groupe central contient 65 cœurs pour un total de 260 cœurs par nœud.
• Chaque armoire système contient 1 024 nœuds.
• L'ensemble du système contient 40 armoires.

Afin de connecter toutes ces armoires, les constructeurs de cet impressionnant système ont fait sur mesure leur propre réseau de connexions PCIe 3.0 qu'ils ont surnommé «Sunway Network».

Le réseau connecte les commutateurs, le matériel de partage des ressources et tous les supernodes via des câbles de 7 pouces qui transmettent des données à 70 téraoctets par seconde.

Voici la liste actuelle des 10 superordinateurs les plus rapides au monde, selon Top 500.

1. Sunway TaihuLight (Chine): 10 649 600 cœurs, 93014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (Chine): 3 120 000 cœurs, 33 962 TFlops / s
3. Piz Daint (Suisse): 361 760 cœurs, 19 590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japon): 19 860 000 cœurs, 19 136 TFlops / s
5. Titan (États-Unis): 560 640 cœurs, 17 590 TFlops / s
6. Séquoia (États-Unis): 1 572 864 cœurs, 17 173 TFlops / s
7. Trinité (États-Unis): 979 968 cœurs, 14 137 TFlops / s
8. Cori (États-Unis): 622 336 cœurs, 14 015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japon): 556 104 cœurs, 13 555 TFlops / s
10. Ordinateur K - Sparc64 (Japon): 705 024 cœurs, 10 510 TFlops / s

C'est un vaste terrain de jeu impliquant des laboratoires de pointe et des installations gouvernementales partout dans le monde. Les dirigeants méritent non seulement le respect des experts en informatique dans le monde entier, mais la course au sommet est également politiquement chargée. Et avec des coûts de superordinateurs atteignant des milliers de dollars par heure, ces entreprises gagnent probablement beaucoup d'argent aussi.

À quoi servent les superordinateurs?

Pourquoi aurait-on besoin d'un système informatique capable de traiter des quadrillions d'opérations en virgule flottante par seconde?

La réalité est que dans de nombreuses industries différentes, il existe des besoins qui nécessitent une puissance de calcul massive. Voici quelques utilisations de superordinateurs dans l'industrie, les gouvernements et l'armée.

Un rapport rédigé par le International Data Corporation en 2014 a plongé dans des dizaines de scénarios du monde réel où des superordinateurs ont été utilisés. Nous avons tiré les exemples suivants de cette étude.

Industrie

• General Electric, un acteur majeur de l'industrie aérospatiale, a collaboré avec des experts en informatique au Oak Ridge National Laboratory pour produire simulations avancées de moteurs à réaction. Les simulations ont aidé GE à identifier un phénomène de moteur qui a aidé l'entreprise à améliorer l'efficacité énergétique globale.
• Les scientifiques de Lawrence Livermore National Labs ont utilisé les superordinateurs pour développer une nouvelle technique de collecte de données souterraines. Cela a permis à l'industrie pétrolière et gazière américaine d'identifier plus facilement les réserves de pétrole dans le golfe du Mexique et de réduire la dépendance de l'Amérique à l'égard du pétrole étranger.
• Les ingénieurs de Boeing ont utilisé des superordinateurs pour créer simulations d'avion cela a conduit à de meilleures conceptions aérodynamiques, afin qu'ils puissent produire des avions plus économes en carburant et plus sûrs.

Gouvernement

• Les Centers for Disease Control et l'Université Cornell ont collaboré pour créer un modèle très détaillé du virus de l'hépatite C. À l'aide d'un supercalculateur à l'Université Cornell, les chercheurs ont pu développer de nouvelles thérapies que finalement assisté la communauté médicale 8 percées technologiques médicales dont vous pourriez avoir besoin un jourCroyez-le ou non, la vitesse des progrès technologiques continue d'augmenter - et de nombreuses percées se produisent dans le domaine médical. Découvrez ces nouvelles choses incroyables! Lire la suite dans la réduction ou la guérison des maladies du foie chez les patients.
• Le département américain de la Défense a utilisé un superordinateur pour développer de nouveaux modèles météorologiques cela aiderait les météorologues à prévoir les ouragans et les cyclones potentiellement dangereux. Les modèles informatiques plus avancés de ces tempêtes ont permis de prévoir les dangers jusqu'à cinq jours avant l'impact.

Militaire

• L'armée américaine utilise des superordinateurs au Army Research Laboratory pour exécuter simulations avancées qui aident les chercheurs à mener «des expériences en direct destructrices et des démonstrations de prototypes». Dans le cas contraire, ces coûts seraient prohibitifs à réaliser avec un équipement réel.
• L'un des superordinateurs les plus inhabituels utilisés par l'armée américaine s'appelait le «Condor Cluster», créé par l'US Air Force en 2010. Les ingénieurs y ont connecté 1 760 consoles Sony PlayStation 3 pour créer le cœur du supercalculateur. Il était capable de 500 TFlops et utilisé pour des tâches comme la reconnaissance de formes, traitement d'images satellite, et mener des recherches sur l'intelligence artificielle.

Comme vous pouvez le voir, il existe de nombreuses demandes de tous les secteurs, des agences gouvernementales et des militaires pour une puissance de calcul avancée.

Les ordinateurs quantiques sont-ils les prochains?

Chaque avancée dans la vitesse du supercalculateur est le résultat direct d'un nombre plus élevé de transistors regroupés dans des microprocesseurs à une échelle de plus en plus petite. Alors que ces microcircuits continuent de se rétrécir vers une échelle atomique, de nombreux futuristes prédisent que la prochaine étape des superordinateurs sera dans le domaine des ordinateurs quantiques.

Qu'est-ce qu'un ordinateur quantique?

L'informatique quantique est une approche unique de la technologie informatique. Au lieu du microprocesseur traditionnel à transistor, les scientifiques espèrent capitaliser sur la manipulation de l'état des particules subatomiques.

Les particules subatomiques adhèrent à des lois très étranges de la physique - dont la plupart des chercheurs n'ont découvert que dans un passé très récent. En expérimentant différentes techniques pour contrôler les états subatomiques de ces particules, les scientifiques espère remplacer les 1 et 0 d'un transistor classique par un état équivalent de 1 ou 0 de ces quantiques particules.

Un autre mot pour ces particules à deux états est bits quantiques (ou «qubits»).

L'aspect époustouflant de l'informatique quantique est le fait que les nombreux états disponibles de ces particules peuvent permettre à ces ordinateurs de stocker plus qu'un simple 1 ou 0.

Y a-t-il des supercalculateurs quantiques?

La raison pour laquelle vous n'avez pas encore entendu parler d'un supercalculateur quantique supérieur faisant partie de la liste Top500 est qu'aucun autre supercalculateur quantique stable n'existe encore.

IBM propose accès en ligne à un système à 20 qubits pour les chercheurs. Les chercheurs utilisent généralement des ordinateurs quantiques pour des calculs et des analyses spécifiques auxquels ils sont bien adaptés, comme les simulations chimiques.

Les créateurs d'ordinateurs quantiques utilisent des termes qui, il n'y a pas si longtemps, étaient principalement de nature théorique. Mais maintenant, les scientifiques qui construisent ces systèmes décrivent les interactions très réelles entre les «qubits» comme des «enchevêtrements». Ils décrire des états spécifiques de qubits comme «cohérence». Il est donc presque impossible de comparer ces systèmes aux systèmes traditionnels des ordinateurs.

Les grands systèmes qui pourraient avoir un certain espoir de concurrencer les superordinateurs traditionnels d'aujourd'hui sont encore trop instables. Par exemple, en novembre 2017, IBM a annoncé avoir construit un ordinateur quantique à 50 qubits. Cependant, il ne pouvait conserver son «microstat» quantique que pendant 90 microsecondes.

Les ordinateurs quantiques sont très prometteurs pour l'avenir, mais à l'heure actuelle, ils offrent peu de concurrence pour les superordinateurs traditionnels à base de silicone.

Que pensez-vous de l'avenir?

Où pensez-vous que l'avenir de la technologie des superordinateurs se dirige? Pensez-vous que les ordinateurs quantiques sont plus proches de l'horizon que les gens ne le pensent? Selon vous, quel pays sera en tête de liste en 2018 et au-delà?