Суперкомпьютеры

Содержание

Слайд 2

В более подробное описание, определяющее конкретную архитектуру, также входят: структурная схема

В более подробное описание, определяющее конкретную архитектуру, также входят: структурная схема

ЭВМ, средства и способы доступа к элементам этой структурной схемы, организация и разрядность интерфейсов ЭВМ, набор и доступность регистров, организация памяти и способы её адресации, набор и формат машинных команд процессора, способы представления и форматы данных, правила обработки прерываний. По перечисленным признакам и их сочетаниям среди архитектур выделяют:

Архитектура компьютера (англ. Computer architecture) — концептуальная структура компьютера, определяющая проведение обработки информации и включающая методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

1)По разрядности интерфейсов и машинных слов: 8-, 16-, 32-, 64-разрядные (ряд ЭВМ имеет и иные разрядности);
2)По особенностям набора регистров, формата команд и данных: CISC, RISC, VLIW;
3)По количеству центральных процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные, суперскалярные.

Введение

Слайд 3

Программу вычислений предлагалось помещать в запоминающем устройстве ЭВМ, что обеспечивало бы

Программу вычислений предлагалось помещать в запоминающем устройстве ЭВМ, что обеспечивало бы

автоматический режим выполнения команд и, как следствие, увеличение быстродействия ЭВМ. (Напомним, что ранее все вычислительные машины хранили обрабатываемые числа в десятичном виде, а программы задавались путём установки перемычек на специальной коммутационной панели.) Нейман первым догадался, что программа может также храниться в виде набора нулей и единиц, причём в той же памяти, что и обрабатываемые ею числа.

Первая ЭВМ "Эниак" была создана в США в 1946 г. В группу создателей входил фон Нейман, который и предложил основные принципы построения ЭВМ.

Типы архитектур Архитектура Фон Неймана

Слайд 4

Гарвардская архитектура В основе архитектуры персонального компьютера является Архитектура фон Неймана,

Гарвардская архитектура

В основе архитектуры персонального компьютера является Архитектура фон Неймана, в которой

программы и данные хранятся совместно в памяти компьютера.
В противоположность её, гарвардская архитектура предполагает раздельное хранение в памяти программ и данных.

Кроме того, гарвардская архитектура обеспечивает потенциально более высокую скорость выполнения программы по сравнению с фон-неймановской за счет возможности реализации параллельных операций. Выборка следующей команды может происходить одновременно с выполнением предыдущей, и нет необходимости останавливать процессор на время выборки команды. Этот метод реализации операций позволяет обеспечивать выполнение различных команд за одинаковое число тактов, что дает возможность более просто определить время выполнения циклов и критичных участков программы.

Слайд 5

Гарвардская архитектура Архитектура Фон Неймана

Гарвардская архитектура

Архитектура Фон Неймана

Слайд 6

Архитектура компьютеров, выделяемая по количеству процессоров Многопроцессорные Симметричные многопроцессорные (SMP) Массивно – параллельные(MPP) Распределенные Суперскалярные Однопроцессорные

Архитектура компьютеров, выделяемая по количеству процессоров

Многопроцессорные

Симметричные многопроцессорные (SMP)

Массивно – параллельные(MPP)

Распределенные

Суперскалярные

Однопроцессорные

Слайд 7

Массивно – параллельные(MPP)

Массивно – параллельные(MPP)

Слайд 8

Распределенные

Распределенные

Слайд 9

Симметричные многопроцессорные (SMP)

Симметричные многопроцессорные (SMP)

Слайд 10

Топ 500 и Топ 50

Топ 500 и Топ 50

Слайд 11

Cray Jaguar (с 2009.11) IBM Roadrunner (с 2008.06—2009.11) IBM Blue Gene/L

Cray Jaguar (с 2009.11)
IBM Roadrunner (с 2008.06—2009.11)
IBM Blue Gene/L (2004.11-2008.06)
NEC Earth Simulator (2002.06 — 2004.11)
IBM ASCI White (2000.11 — 2002.06)
Intel ASCI Red (1997.06 — 2000.11)
Hitachi CP-PACS (1996.11 —

1997.06)
Hitachi SR2201 (1996.06 — 1996.11)
Fujitsu Numerical Wind Tunnel (1994.11 — 1996.06)
Intel Paragon XP/S140 (1994.06 — 1994.11)
Fujitsu Numerical Wind Tunnel (1993.11 — 1994.06)
TMC CM-5 (1993.06 — 1993.11)

Системы № 1 начиная с 1993 года

Слайд 12

Roadrunner Roadrunner — суперкомпьютер в Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико, США.

Roadrunner

Roadrunner  — суперкомпьютер в Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико, США. Разработан в расчёте

на пиковую производительность в 1,026 петафлопа (достигнута в июне 2008 года) и 1,105 петафлопа (ноябрь 2008 года). Был самым производительным суперкомпьютером в мире и в 2009 году. IBM построила этот компьютер для Министерства энергетики США по гибридной схеме из 6480 двухъядерных процессоров AMD Opteron и 12 960 процессоров IBM Cell 8i в специальных стойках TriBlade, соединённых с помощьюInfiniband.
Roadrunner работает под управлением Red Hat Enterprise Linux совместно с Fedora и управляется по xCAT. Он занимает приблизительно 12 000 кв.футов (1100 м²) и весит 226 тонн. Энергопотребление — 3,9 МВт. Вступил в строй в июне 2008 года. Стоимость IBM Roadrunner составила 133 миллиона долларов.

Министерство энергетики планирует использовать RoadRunner для расчёта старения ядерных материалов и анализа безопасности и надёжности ядерного арсенала США. Также планируется использование для научных, финансовых, транспортных и аэрокосмических расчётов.
Он моделирует такие вещи, как темная энергия и темное вещество, он обрабатывает данные и моделирует галактики с триллионами звезд при скорости более петафлопа или одного квадрильона вычислений в секунду. Поразительная производительность Roadrunner переводит пропускную способность вычислений на совершенно другой уровень. В результате мы получаем невероятный внешний вид загадочной невидимой вселенной. Пока что такие компьютеры все еще находятся на стадии разработки, но планируется, что уже к 2012 году будет выпущен 20-петафлопный компьютер.