Принципы работы суперкомпьютера Super MUC - Курсовая работа

Диалектическая спираль развития компьютерных технологий совершила свой очередной виток - опять, как и десять лет назад, в соответствии с требованиями жизни, в моду входят суперкомпьютерные архитектуры. Безусловно, это уже не те монстры, которые помнят ветераны - новые технологии и требовательный рынок коммерческих применений существенно изменили облик современного суперкомпьютера, Теперь это не огромные шкафы с уникальной аппаратурой, вокруг которой колдуют шаманы от информатики, а вполне эргономичные системы с унифицированным программным обеспечением, совместимые со своими младшими собратьями. Рассмотрим основные области применения СУПЕРЭВМ и проанализируем особенности различных типов архитектур, характерных для современных суперкомпьютеров. Оксфордский толковый словарь по вычислительной технике, изданный почти 10 лет назад, в 1986 году, сообщает, что суперкомпьютер - это очень мощная ЭВМ с производительностью свыше 10 MFLOPS (миллионов операций с плавающей запятой в секунду). В начале 90-х годов границу проводили уже около отметки в 300 MFLOPS. архитектура параметр применение суперкомпьютерСуперкомпьютер - вычислительная установка, ЭВМ мелкосерийного или штучного выпуска, многократно превосходящая по вычислительной мощности массово выпускаемые компьютеры, когда быстродействие измеряется в миллионах/триллионах операций в секунду. Суперкомпьютер - машина, нацеленная прежде всего на масштабные вычисления больших объемов разнородных или однородных данных, а значит на снижение времени выполнения сложных, как правило, инженерных или научных расчетов. За минувшие несколько лет оказалась полностью исчерпана возможность установить рекорды путем незамысловатого объединения стандартным межсоединением немыслимого количества процессоров, в том числе графических, с затратой столь же огромного количества энергии. Об этом свидетельствуют успехи корпорации IBM, ее компьютеры BLUEGENE/Q заняли в 2012 году четыре почетных места в первой десятке новой версии суперкомпьютерного рейтинга Top500, в том числе и первое (а в общей сложности в Top500 попали 20 систем с этой архитектурой).Производительность суперкомпьютеров чаще всего оценивается и выражается в количестве операций с плавающей точкой в секунду (FLOPS). Это связано с тем, что задачи численного моделирования, под которые и создаются суперкомпьютеры, чаще всего требуют вычислений, связанных с вещественными числами с высокой степенью точности, а не целыми числами. Первые суперкомпьютеры имели производительность порядка 1 кфлопс, т.е. Компьютер CDC 6600, имевший производительность в 1 миллион флопсов (1 Мфлопс) был создан в 1964 году. Наиболее распространенными программными средствами суперкомпьютеров, также как и параллельных или распределенных компьютерных систем являютсяинтерфейсы программирования приложений (API) на основе MPI и PVM, и решения на базе открытого программного обеспечения, наподобие Beowulf и OPENMOSIX, позволяющего создавать виртуальные суперкомпьютеры даже на базе обыкновенных рабочих станций и персональных компьютеров.С одной стороны, целый ряд приложений может теперь успешно выполняться на рабочих станциях, но с другой стороны, время показало, что устойчивой тенденцией является появление все новых приложений, для которых необходимо использовать СУПЕРЭВМ. Речь идет не только скажем, о графических приложениях для кино и телевидения, где требуется все та же высокая производительность на операциях с плавающей запятой, а прежде всего о задачах, предполагающих интенсивную (в том числе, и оперативную) обработку транзакций для сверхбольших БД. Конечно, можно сказать, что для работы с подобными приложениями в первую очередь необходимы высокая производительность ввода-вывода и быстродействие при выполнении целочисленных операций, а компьютерные системы, наиболее оптимальные для таких приложений, например, MPP-системы Himalaya компании Tandem, SMP-компьютеры SGI CHAL ENGE, ALPHASERVER 8400 от DEC - это не совсем супер ЭВМ. Но следует вспомнить, что такие требования возникают, в частности, со стороны ряда приложений ядерной физики, например, при обработке результатов экспериментов на ускорителях элементарных частиц. Среди технических проблем, для решения которых используются суперкомпьютеры, задачи аэрокосмической и автомобильной промышленности, ядерной энергетики, предсказания 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.В системе установлено 18432 процессора Intel Xeon E5-2680 и 820 процессоров Intel Xeon E7-4870. Интересной особенностью суперкомпьютера является разработанная IBM система охлаждения Aquasar, которая охлаждает процессоры горячей водой с температурой до 40°С, что позволяет сократить общее энергопотребление на 40%.

Содержание

Введение

1. Основные понятия

1.1 Понятие суперкомпьютера

1.2 Производительность. Программное обеспечение суперкомпьютеров

1.3 Сферы применения суперкомпьютеров

2. Принципы работы и основные характеристики

2.1 Принципы работы суперкомпьютера Super MUC

2.2 Основные характеристики суперкомпьютера Super MUC

2.3 Фотоэкскурсия по самому быстрому суперкомпьютеру Super MUC

Заключение

Используемая литература