Информационные технологии управления


         

Суперкомпьютеры


Согласно определению Госдепартамента США, компьютеры с производительностью свыше 10 000 млн. теоретических операций в секунду (MTOPS), считаются суперкомпьютерами. Другими основными признаками, характеризующими супер-ЭВМ (кроме высокой производительности), являются самый современный технологический уровень (например, GaAs-технология), специфические архитектурные решения, направленные на понышение быстродействия (например, наличие операций над векторами) и цена (обычно свыше 1-2 млн. долл.).

При создании суперкомпьютеров возникают естественные вопросы:

  • какие задачи настолько важны, что требуются компьютеры стоимостью несколько 'миллионов долларов?;
  • какие задачи настолько сложны, что Pentium II не достаточно?
  • Традиционной сферой применения суперкомпьютеров всегда были научные исследования, физика плазмы и статистическая механика, физика конденсированных сред, молекулярная и атомная физика, теория элементарных частиц, газовая динамика и теория турбулентности, астрофизика. В химии это различные области вычислительной химии: квантовая химия (включая расчеты электронной структуры для целей конструирования новых материалов, например, катализаторов и сверхпроводников), молекулярная динамика, химическая кинетика, теория поверхностных явлений и химия твердого тела, создание лекарств. Естественно, что ряд областей применения находится на стыке соответствующих наук (например, химии и биологии) и пересекается с техническими приложениями. Так, задачи метеорологии, изучения атмосферных явлений, и в первую очередь, задача долгосрочного прогноза погоды, для решения которой постоянно не хватает мощностей современных супер-ЭВМ, тесно связаны с решением ряда перечисленных выше проблем физики.

    Среди технических проблем, для решения которых используются суперкомпьютеры, можно указать на задачи аэрокосмической и автомобильной промышленности, ядерной энергетики, прогнозирования и разработки месторождений полезных ископаемых, нефтедобывающей и газовой промышленности (в том числе проблемы эффективной эксплуатации месторождений, особенно трехмерные задачи их исследования), и, наконец, конструирование новых микропроцессоров и компьютеров, в первую очередь самих супер-ЭВМ. Суперкомпьютеры традиционно применяются для военных целей. Кроме очевидных задач разработки оружия массового уничтожения и конструирования самолетов и ракет можно упомянуть, например, конструирование бесшумных подводных лодок и др. Самый известный пример — это американская программа СОИ.

    Анализируя потенциальные потребности в супер-ЭВМ, их существующие приложения можно условно разбить на два класса. К первому классу можно отнести приложения, в которых известно, какой уровень производительности надо достигнуть в каждом конкретном случае (например, долгосрочный прогноз погоды), ко второму — задачи, для которых характерен быстрый рост вычислительных затрат с увеличением размера исследуемого объекта (например, в экономике супер-ЭВМ используются как быстродействующие банки данных крупнейших корпораций и объединений).

     



    Содержание  Назад  Вперед