سوپر کامپیوترها چه ویژگی‌هایی دارند و کدام یک بر دیگری برتری دارد؟

تعریف سوپر کامپیوتر

در دیکشنری، سوپر کامپیوتر به عنوان یک کامپیوتر مین فریم (Mainframe) بسیار قدرتمند تعریف می‌شود. اما به صورت عامیانه یک سوپر کامپیوتر چیست و سوپر کامپیوترها چه تفاوت‌هایی با سیستم‌های کامپیوتری عادی دارند؟
منظور از قدرت سوپر کامپیوتر تعداد اعمالی است که می‌تواند در هر ثانیه پردازش کند. قدرت پردازشی همواره عنوان اصلی‌ترین ملاک ارزیابی قدرت سوپر کامپیوترها به شمار آمده و دانشمندان نیز برای ساخت دستگاه‌های بهتر، همواره بر روی بهبود همین فاکتور تمرکز می‌کنند.
جالب است بدانید سرعت پردازشی کامپیوترهای شخصی و خانگی امروز، چندین برابر سوپر کامپیوترهای مورد استفاده در چند دهه قبل است. با مقایسه مین فریم‌های امروزی و قدیمی، به تفاوتی خیره‌کننده در قدرت سیستم‌های جدید پی خواهیم برد. اما بهتر است پیش از مقایسه قدرت پردازشی مین فریم‌های قدیمی و امروزی، ابتدا تعریف دقیق‌تری از سوپر کامپیوتر داشته باشیم. آیا سوپر کامپیوتر فقط به معنی یک سیستم دارای سرعت پردازش بیشتر است؟

کدام یک از سوپر کامپیوتر‌ها سرعت بیشتری دارند؟

برای سال‌های طولانی، آمریکا، چین و ژاپن بر سر تصاحب عنوان کشور دارنده سریع‌ترین سوپر کامپیوتر دنیا با یکدیگر رقابت می‌کردند. منظور از سریع در اینجا تعداد پتافلاپ‌هایی است که سیستم کامپیوتری قادر به انجام آن است. یک پتافلاپ برابر هزار ترافلاپ است. به عبارت دیگر باید آن را مساوی یک کوآدریلیون عمل در هر ثانیه دانست! کوآدریلیون، عدد یک به همراه پانزده صفر در جلوی آن است.
تا سال 2013، دو سوپر کامپیوتر قدرتمند دنیا Cray Titan و IBM Sequoia بودند که به ترتیب می‌توانستند در هر ثانیه 17.59 و 17.17 پتافلاپ را انجام بدهند. در همان سال، چین سوپر کامپیوتر NUDT Tianhe-2 را با قدرت 33.86 پتافلاپ معرفی کرد! این سیستم تا سال 2016 در دنیای سوپر کامپیوترها پادشاهی می‌کرد، تا وقتی که Sunway TaihuLight رکورد قبلی را به میزانی باورنکردنی بهبود بخشید و جایگاه قدرتمندترین سیستم کامپیوتری دنیا را با توان 93.01 پتافلاپ از آن خود کرد! این سیستم نیز در چین واقع شده است.طبق انتظارات، قدرتمندترین سوپر کامپیوتر بعدی Summit خواهد بود که همانند Cray Titan در آزمایشگاه Oak Ridge متعلق به آمریکا واقع شده و پیش‌بینی می‌شود در تابستان سال جاری آغاز به کار کند.

بررسی تخصصی‌تر سوپر کامپیوتر‌ها

اکنون که می‌دانیم پادشاه دنیای سیستم‌های کامپیوتری کدام دستگاه است، نگاهی نزدیکتر به سوپر کامپیوترها خواهیم داشت. در اینجا Sunway Taihulight را بیشتر زیر ذره‌بین قرار می‌دهیم. Taihulight یک سیستم کامپیوتری دارای قدرت پردازشی بسیار بهینه بوده و پردازنده آن دارای معماری زیر است:
پردازنده‌های 1.45 GHz SW26010 که هر کدام متشکل از چهار گروه از هسته‌ها هستند
هر گروه متشکل از 65 هسته بوده و در هر نود به صورت مجموع 260 هسته وجود دارد
هر کابین سیستم از 1024 نود تشکیل می‌شود
کل سیستم دارای 40 کابین است
به منظور متصل کردن تمامی کابین‌ها به یکدیگر، سازنده آن‌ها را به وسیله اتصال‌های PCIe 3.0 به صورت شبکه به یکدیگر وصل کرده است. در اصطلاحات تخصصی، این نوع اتصال را سان‌وی نتورک (Sunway Network) خطاب می‌کنند.

این شبکه سوییچ‌ها، سخت افزارهای اشتراک‌گذاری شبکه و تمامی سوپر نودها را از طریق کابل‌های 7 اینچی به یکدیگر متصل می‌کند. نرخ انتقال داده از درون این کابل‌ها برابر 70 ترابایت در هر ثانیه است.

منبع : گجت نیوز