СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ Что это? Зачем это нужно? Кто этим пользуется? - презентация

1

2 СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ Что это? Зачем это нужно? Кто этим пользуется?

3 Что это? Суперкомпьютер – мощная многопроцессорная вычислительная машина с быстродействием сотни миллионов десятки миллиардов арифметических операций в секунду, емкостью оперативной памяти сотни Гбайт и внешней (дисковой) памяти десятки Тбайт, разрядностью ма- шинного слова 64 или 128 бит Суперкомпьютер – мощная многопроцессорная вычислительная машина с быстродействием сотни миллионов десятки миллиардов арифметических операций в секунду, емкостью оперативной памяти сотни Гбайт и внешней (дисковой) памяти десятки Тбайт, разрядностью ма- шинного слова 64 или 128 бит

4 Почему супер? Суперкомпьютеры работа- ют очень быстро не только за счет самой современной элементной базы, но и за счет принципиальных решений, заложенных в их архитектуру. Главное в ней - принцип параллельной об- работки данных, воплощаю- щий в жизнь идею одновременного выполнения нескольких действий. Суперкомпьютеры работа- ют очень быстро не только за счет самой современной элементной базы, но и за счет принципиальных решений, заложенных в их архитектуру. Главное в ней - принцип параллельной об- работки данных, воплощаю- щий в жизнь идею одновременного выполнения нескольких действий.

5 С чего все начиналось? Первым в истории суперкомпьютером по быстродействию и по роду решаемых задач следует, видимо, считать Colossus («Колосс») знаменитого математика Джона фон Неймана. Colossus I был специализированным компьютером и предназначался для расшифровки пере- писки верхушки вермахта. Кроме того, Colossus, в отличие от остальных первенцев вроде EDVAC и ENIAC, существовавших в одном- единственном опытно-эксплуатационном экземпляре, был серийной машиной. Первым в истории суперкомпьютером по быстродействию и по роду решаемых задач следует, видимо, считать Colossus («Колосс») знаменитого математика Джона фон Неймана. Colossus I был специализированным компьютером и предназначался для расшифровки пере- писки верхушки вермахта. Кроме того, Colossus, в отличие от остальных первенцев вроде EDVAC и ENIAC, существовавших в одном- единственном опытно-эксплуатационном экземпляре, был серийной машиной. Colossus ENIAC

6 Как устроено? Для классификации параллельных компьютеров в качестве основного параметра выступает наличие общей или распределенной памяти. Есть и промежуточные архитектуры, где память физически распределена, но логи- чески общедоступна. Для классификации параллельных компьютеров в качестве основного параметра выступает наличие общей или распределенной памяти. Есть и промежуточные архитектуры, где память физически распределена, но логи- чески общедоступна. ПАМЯТЬ КОМАНД ПРОЦЕССОРЫ П 1 П 2 П 3 … П n ПАМЯТЬ ДАННЫХ ПОТОК КОМАНД РЕЗУЛЬТАТЫПОТОК ДАННЫХ

7 Классификация Симметричная многопроцессорная архитектура SMP (Symmetric MultiProcessing) характеризуется наличием общей физической памяти, разделяемой всеми процессорами. Симметричная многопроцессорная архитектура SMP (Symmetric MultiProcessing) характеризуется наличием общей физической памяти, разделяемой всеми процессорами. В массивно-параллельной архитектуре MPP (Massive Parallel Pro- cessing) память физически разделена. В этом случае система строится из отдельных модулей, по сути модули представляют собой полнофункциональные компьютеры. Доступ к банку оперативной памяти из данного модуля имеют только процессоры из этого же модуля. В массивно-параллельной архитектуре MPP (Massive Parallel Pro- cessing) память физически разделена. В этом случае система строится из отдельных модулей, по сути модули представляют собой полнофункциональные компьютеры. Доступ к банку оперативной памяти из данного модуля имеют только процессоры из этого же модуля. Гибридная архитектура NUMA (Non-Uniform Memory Access) сочетает удобства систем с общей памятью и относительную дешевизну систем с раздельной памятью. По существу архитектура NUMA - это массивно-параллельная архитектура, где в качестве отдельных вы- числительных элементов выступают SMP-узлы. Гибридная архитектура NUMA (Non-Uniform Memory Access) сочетает удобства систем с общей памятью и относительную дешевизну систем с раздельной памятью. По существу архитектура NUMA - это массивно-параллельная архитектура, где в качестве отдельных вы- числительных элементов выступают SMP-узлы. Параллельно-векторные системы PVP (Parallel Vector Processing) работают на специальных векторно-конвейерных процессорах, в которых предусмотрены команды однотипной обработки векторов независимых данных. Как правило, несколько таких процессоров ра- ботают одновременно с общей памятью (аналогично SMP) в рамках многопроцессорных конфигураций. Параллельно-векторные системы PVP (Parallel Vector Processing) работают на специальных векторно-конвейерных процессорах, в которых предусмотрены команды однотипной обработки векторов независимых данных. Как правило, несколько таких процессоров ра- ботают одновременно с общей памятью (аналогично SMP) в рамках многопроцессорных конфигураций.

8 Какие и сколько? Архитектуры Системы изготовителей Кол-во Системы Кол-во изготовителей Из них новых Скалярные Векторные Источник: ftp://ftp.research.microsoft.comftp://ftp.research.microsoft.com Судя по статистическим данным векторно-конвейерные системы явно сдают под натиском более простых в изготовлении и программировании скалярных суперкомпьютеров. Однако это не совсем так, поскольку период увлечения сравнительно более дешевыми массивно- параллельными системами на основе серийно выпускаемых микропроцессоров достиг, похоже, своего пика. Ныне пользователи high-end-суперкомпьютеров, уставшие от разительного несоответствия между теоретической и реальной производительностью таких систем, все с большим интересом обращают взоры на новейшие векторно-конвейерные архитектуры.

9 Где используется?

10 О чем мы говорили? Суперкомпьютеры Что это? Что это? Почему супер? Почему супер? С чего все начиналось? С чего все начиналось? Как устроено? Как устроено? Классификация Какие и сколько? Какие и сколько? Где используется? Где используется?