Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Супер-ЭВМ Печать

Супер-ЭВМ это достаточно гибкий и очень широкий термин. В общем понимании супер-ЭВМ это компьютер значительно мощнее всех имеющихся доступных на рынке компьютеров. Некоторые инженеры, шутливо, называют суперкомпьютером любой компьютер масса которого превосходит одну тонну. И хотя большинство современных супер-ЭВМ действительно весят более тонны. Не всякую ЭВМ можно назвать «супер», даже если она весит более тонны. Марк-1, Эниак – тоже тяжеловесы, но суперкомпьютерами не считаются даже для своего времени.

Скорость технического прогресса настолько велика, что сегодняшняя супер-ЭВМ через 5 -10 лет будет уступать домашнему компьютеру. Термин супервычисления появился еще 20-х годах прошлого века, а термин супер-ЭВМ в 60-х годах. Но получил широкое распространение во многом благодоря Сеймура Крея и его супер-ЭВМ Cray-1, Cray-2. Хотя сам Сеймур Крей не предпочитает использовать данный термин. Называет свои машины, просто компьютер.

Cray-1 принято считать одним из первых супер-ЭВМ. Он появился в 1974 году. В процессорах компьютера был огромный, по тем временам, набор регистров. Которые разделялись на группы. Каждая группа имело свое собственное функциональное назначение. Блок адресных регистров который отвечал за адресацию в памяти ЭВМ. Блок векторных регистров, блок скалярных регистров. Производительность супер-ЭВМ составляла 180 миллионов операций в секунду над числами с плавающей точкой. Использовались 32 разрядные команды. Это учитывая то, что современники данного компьютера только начинали переходить от 8 разрядных команд к 16 разрядным.

Cray-1
Сборка компьютера Cray-1

Cray-2
Компьютер Cray-2

Компьютеры Крея применялись в правительственных организациях, промышленных и научно исследовательских центрах. Многие суперкомпьютером называли тот компьютер который был создан Сеймуром Крем.

У Крея было много конкурирующих компаний. Но многие из них так и не достигли успеха. В 90-х годах эти фирмы начали банкротится. И нишу супер-ЭВМ заняли компьютерные гиганты, типа IBM. Компания Крея Cray Inc. До сих пор является одним из ведущих производителей суперкомпьютеров.

В самом начале появления супер-ЭВМ было связано с потребностью быстрой обработки больших массивов данных и сложных математически - аналитических вычислениях. Поэтому первые суперкомпьютеры по своей архитектуре мало отличались от обычных ЭВМ. Только их мощность была во много раз больше стандартных рабочих станций. Изначально супер-ЭВМ оснащались векторными процессорами, обычные скалярными. К 80-м перешли на параллельную работу нескольких векторных процессоров. Но данный путь развития оказался не рациональным. Супер-ЭВМ перешли на параллельно работающие скалярные процессоры.

Массивно-параллельные процессоры стали базой для супер-ЭВМ. Тысячи процессорных элементов объединялись создавая мощную платформу для вычислений. Большинство параллельно работающих процессоров создавались на основе архитектуры RISC. RISC (Reduced Instruction Set Computing) – вычисления с сокращенным набором команд. Под этим термином производители процессоров понимают концепцию, где более простые инструкции выполняться быстрее. Данный метод позволяет снизить себестоимость производства процессоров. Одновременно увеличить их производительность.

Идея создать RISC – процессор. Пришла IBM. Еще в 70-х годах они заметили, что многие архитектурные и функциональные особенности не используются разработчиками программного обеспечения. К тому же одни из первых компиляторов языков высокого уровня не используют многие инструкции стандартных процессоров. Как следствие из этого. Программы написанные на таких компиляторах, не рационально используют процессорные ресурсы. Получается, что часто процессор работает в холостую. Выполнять сложные команды – простыми инструкциями процессора. Значительно эффективнее, чем создавать в процессоре сложные инструкции для таких команд.

Потребность в мощных вычислительных решениях быстро возрастала. Супер-ЭВМ слишком дорогие. Требовалась альтернатива. И на смену им пришли кластеры. Но и на сегодняшний день мощные компьютеры называют суперкомпьютерами.

Кластер это множество серверов объеденных в сеть и работают над одной задачей. Эта группа серверов обладает высокой производительностью. Во много раз больше чем то же самое количество серверов которые работали бы отдельно. Кластер дает высокую надежность. Выход из строя одного сервера не приведет к аварийной остановке всей системы, а лишь не много отразиться на ее производительности. Возможно произвести замену сервера в кластере без остановки всей системы. Не нужно сразу выкладывать огромные суммы за супер-ЭВМ. Кластер можно наращивать постепенно, что значительно амортизирует затраты предприятия.

Объединение серверов в кластер реализуется программно. Существует менеджер кластеров. Устанавливается на основной сервер и управляет всеми остальными узлами кластера. Клиентское программное обеспечение устанавливается на остальные серверы кластера.

Супер-ЭВМ отличаются от серверов которые необходимы для оперативной обработки запросов. Они отличаются и от мэйнфреймов, которые так же обладают  высокой производительностью но служат для одновременной работы с множеством пользователей. Суперкомпьютеры могут применяться и для работы с одной программой. Которая требует мощных ресурсов. Это моделирование погоды, расчет техпроцесса на производстве.