Riesige Supercomputer sind immer noch vorhanden. Hier ist, was sie für heute verwendet werden

Supercomputer waren in den 90er Jahren ein enormes Rennen, da die USA, China und andere um den schnellsten Computer konkurrierten. Während das Rennen ein wenig nachgelassen hat, lösten diese Monstercomputer immer noch viele der Probleme der Welt.

Da das Mooresche Gesetz (eine alte Beobachtung, dass sich die Rechenleistung etwa alle zwei Jahre verdoppelt) verdrängt, unsere Rechnerhardware weiter forciert, steigt auch die Komplexität der zu lösenden Probleme. Während Supercomputer früher recht klein waren, können sie heutzutage ganze Lagerhäuser einnehmen, die alle mit miteinander verbundenen Computerracks gefüllt sind.

Was macht einen Computer "super"?

Der Begriff „Supercomputer“ bezieht sich auf einen gigantischen Computer, der um ein Vielfaches leistungsfähiger ist als Ihr einfacher Laptop, aber das könnte nicht weiter vom Fall abweichen. Supercomputer bestehen aus Tausenden kleinerer Computer, die alle miteinander verbunden sind, um eine Aufgabe auszuführen. Jeder CPU-Kern in einem Datencenter läuft wahrscheinlich langsamer als Ihr Desktop-Computer. Es ist die Kombination von allen, die das Rechnen so effizient macht. In Computern dieser Größenordnung gibt es viele Netzwerke und spezielle Hardware, und es ist nicht so einfach, jedes Rack einfach an das Netzwerk anzuschließen, aber Sie können sich das so vorstellen, und Sie wären nicht weit davon entfernt.

Nicht jede Aufgabe kann so einfach parallelisiert werden, dass Sie Ihre Spiele nicht mit einem Supercomputer mit einer Million Frames pro Sekunde ausführen. Paralleles Rechnen beschleunigt sehr berechnungsorientiertes Rechnen normalerweise.

Supercomputer werden in FLOPS (Floating-Point-Operationen pro Sekunde) gemessen. Dies ist im Wesentlichen ein Maß dafür, wie schnell sie rechnen können. Der schnellste ist derzeit der Summit von IBM, der über 200 PetaFLOPS erreichen kann, eine Million Mal schneller als der "Giga", den die meisten Leute gewohnt sind.

Also, wofür werden sie verwendet? Meistens Wissenschaft

Supercomputer sind das Rückgrat der Computerwissenschaft. Sie werden im medizinischen Bereich eingesetzt, um Proteinfaltungssimulationen für die Krebsforschung durchzuführen, in der Physik, um Simulationen für große Ingenieurprojekte und theoretische Berechnungen durchzuführen, und sogar im Finanzbereich, um den Aktienmarkt zu verfolgen, um sich einen Vorteil gegenüber anderen Investoren zu verschaffen.

Vielleicht ist die Arbeit, die den Durchschnittsmenschen am meisten nutzt, die Wettermodellierung. Die genaue Vorhersage, ob Sie nächsten Mittwoch einen Mantel und einen Regenschirm benötigen, ist eine überraschend schwere Aufgabe, die selbst die gigantischen Supercomputer von heute nicht mit großer Genauigkeit aushalten können. Es wird vermutet, dass wir für die vollständige Wettermodellierung einen Computer benötigen, der seine Geschwindigkeit in ZettaFLOPS misst - zwei weitere Stufen von PetaFLOPS entfernt und rund 5000 Mal schneller als der IBM Summit. Wir werden diesen Punkt wahrscheinlich nicht vor 2030 erreichen, obwohl das Hauptproblem, das uns zurückhält, nicht die Hardware, sondern die Kosten sind.

Die Anschaffungskosten für den Kauf oder den Bau all dieser Hardware sind hoch genug, aber der eigentliche Kicker ist die Stromrechnung. Viele Supercomputer können jedes Jahr mehrere Millionen Dollar Strom verbrauchen, um weiterlaufen zu können. Während es theoretisch keine Beschränkung gibt, wie viele Gebäude Sie mit Computern verbinden können, bauen Sie nur Supercomputer, die groß genug sind, um aktuelle Probleme zu lösen.

Also werde ich in Zukunft einen Supercomputer zu Hause haben?

In gewissem Sinne tun Sie das schon. Die meisten Desktops sind heutzutage vergleichbar mit der Leistungsfähigkeit älterer Supercomputer, wobei selbst das durchschnittliche Smartphone eine höhere Leistung als das berüchtigte Cray-1 aufweist. So ist es leicht, einen Vergleich mit der Vergangenheit anzustellen und über die Zukunft zu theoretisieren. Das liegt jedoch zum Großteil daran, dass die durchschnittliche CPU im Laufe der Jahre viel schneller wurde, was nicht mehr so ​​schnell vonstatten geht.

In letzter Zeit hat sich das Mooresche Gesetz verlangsamt, als wir an die Grenzen stoßen, wie klein wir Transistoren machen können, so dass CPUs nicht viel schneller werden. Sie werden kleiner und energieeffizienter, was die CPU-Leistung in Richtung mehr Kerne pro Chip für Desktops und insgesamt mehr Leistung für mobile Geräte bringt.

Es ist jedoch schwer vorstellbar, welche Probleme der durchschnittliche Benutzer mit den steigenden IT-Anforderungen stellt. Schließlich brauchen Sie keinen Supercomputer, um im Internet zu surfen, und die meisten Leute führen keine Simulation der Proteinfaltung in ihren Kellern durch. Die High-End-Consumer-Hardware von heute geht weit über die üblichen Anwendungsfälle hinaus und ist normalerweise für bestimmte Arbeiten reserviert, die davon profitieren, wie etwa 3D-Rendering und Code-Kompilierung.

Also nein, du wirst wahrscheinlich keine haben. Die größten Fortschritte werden sich voraussichtlich im mobilen Bereich ergeben, da sich Telefone und Tablets dem Desktop-Leistungsniveau nähern, was immer noch ein recht guter Fortschritt ist.

Bildnachweis: Shutterstock, Shutterstock