Все
 
 
 


Краткий обзор истории развития, сфер применения и сравнение мощностей современных суперкомпьютеров
 
Код статьиS265838870015738-4-1
DOI10.33276/S265838870015738-4
Тип публикации Статья
Статус публикации Опубликовано
Авторы
Кузнецова Ольга Игоревна 
Должность: младший научный сотрудник лаборатории компьютерного моделирования социально-экономических процессов
Аффилиация: Центральный экономико-математический институт Российской академии наук
Адрес: 117418, г. Москва, Нахимовский проспект, д. 47
Название журналаВестник ЦЭМИ
Выпуск
Аннотация

Потребность в высокопроизводительных вычислениях в самых различных сферах в цифровую эпоху обуславливает развитие соответствующих электронно-вычислительных машин (в частности суперкомпьютеров). В свою очередь новые возможности суперкомпьютерных технологий стимулируют усложнение вычислительных задач. В данной статье обсуждается понятие, история развития и уровни производительности суперкомпьютеров. Также приводится сравнение самых мощных суперкомпьютеров мира и отмечается несколько наиболее перспективных направлений применения суперкомпьютеров.

Ключевые словасуперкомпьютер, ЭВМ, производительность, архитектура суперкомпьютера, рейтинг
Источник финансированияИсследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 19-18-00240 "Суперкомпьютерные технологии в общественных науках")
Получено01.07.2021
Дата публикации01.07.2021
Кол-во символов18150
Цитировать   Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться
1

Введение
2 В современном мире с постоянно усложняющимися задачами тема использования суперкомпьютерных технологий очень актуальна. Решая вычислительные задачи практически любого уровня сложности с огромными массивами данных, суперкомпьютеры позволяют значительно повышать эффективность, минимизировать затраты, обеспечивать оптимальное распределение ресурсов для достижения целей в самых различных областях: науке, медицине, промышленности, экономике, военной сфере и многих других. Кроме того, сейчас развитие суперкомпьютерных технологий можно считать стратегически важной областью, показателем технического уровня и технологического развития страны, что важно для сравнения на мировой арене.
3 Суперкомпьютер – это электронно-вычислительная машина (ЭВМ) с огромной вычислительной мощностью, предназначенная для высокопроизводительных вычислений (High-Performance Computing – HPC) [1]. Суперкомпьютер намного превосходит по техническим характеристикам обычные персональные компьютеры (ПК): обладает большей производительностью, объёмами оперативной и дисковой памяти, а также наличием специализированного программного обеспечения (ПО). Суперкомпьютерные технологии применяются для решения задач методом численного моделирования или при обработке огромных объемов данных и/или сложных вычислений.
4 Стоит упомянуть, что самая большая производительность суперкомпьютеров достигается на задачах, которые допускают распараллеливание вычислений. Примером может служить имитационное агент-ориентированное моделирование, где множественные действия компьютерных агентов могут производиться параллельно друг другу, то есть одновременно [3]. Для процессов распараллеливания существуют специализированные компиляторы, включающие возможности автоматической векторизации и распараллеливания. Тем не менее, они применимы лишь для ограниченного набора задач и языков программирования (например, Fortran и C++).
5

Краткая история и сферы применения
6

Обратимся к истории. Все ЭВМ можно разделить по признаку использования элементной базы на четыре поколения:

  1. электронно-вакуумные лампы (1940–1950 гг.);
  2. дискретные полупроводниковые приборы – на диодах и транзисторах (1950–1960 гг.);
  3. полупроводниковые интегральные схемы, включающие десятки или даже сотни транзисторов в одном корпусе микросхемы (1960–1970 гг.);
  4. микропроцессоры на базе сверхбольших интегральных схема (СБИС), включающие до миллиардов транзисторов в одном корпусе микросхемы (1970– н.в.) [2].

 

Стоит отметить, что ЭВМ можно классифицировать и по другим качественным характеристикам, например, ёмкости памяти, производительности и пр.
7 Первая ЭВМ (соответственно 1-го поколения) была создана в США в 1946 году. Эта машина имела огромную массу, площадь и затраты электроэнергии, при этом ее быстродействие оставляло желать лучшего. Тем не менее, для того времени это был настоящий прорыв. Использовалась ЭВМ преимущественно для прикладных вычислительных задач военного сектора.

всего просмотров: 422

Оценка читателей: голосов 0 

1. Жирков, А. Суперкомпьютеры: развитие, тенденции, применение / А. Жирков // Современные технологии автоматизации. – 2014. – №2. – С. 16-20.
2. Курочкин, А. В. Информационные технологии: этапы и перспективы развития вычислительной техники : Учебное пособие / А. В. Курочкин, В. А. Розанов, В. В. Ярных. – Москва: АТиСО, 2020. – 87 с.
3. Макаров, В. Л. Социальное моделирование – новый компьютерный прорыв (агент-ориентированные модели) / В. Л. Макаров, А. Р. Бахтизин. – Москва: Экономика, 2013. – 295 с.
4. Макаров, В. Л. Разработка агент-ориентированной демографической модели России и ее суперкомпьютерная реализация / В. Л. Макаров, А. Р. Бахтизин, Е Д. Сушко, Г. Б. Сушко // Вычислительные методы и программирование. – 2018. – Т. 19, № 4. – С. 368-378.
5. Окрепилов, В. В. Применение суперкомпьютерных технологий для моделирования социально-экономических систем / В. В. Окрепилов, В. Л. Макаров, А. Р. Бахтизин, С. Н. Кузьмина // Экономика региона. – 2015. – № 2. – С. 301-315.
6. Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности / Под редакцией: академика В. А. Садовничего, академика Г. И. Савина, чл.-корр. РАН Вл. В. Воеводина // Москва: Издательство Московского университета, 2009. - 232 с.
7. Хачатрян, Н. К. Имитационная модель российского общества: создание и анализ виртуальной популяции / Н. К. Хачатрян, А. А. Акиншин, О. И. Кузнецова // Искусственные общества. – 2020. – Т. 15, № 4. – 15 с.
8. Шипилов, Л. Д. Суперкомпьютеры и их применение / Л. Д. Шипилов, С. В. Малязин // Инновационные процессы в науке и технике XXI века: материалы XIV Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) (Нижневартовск, 2016 г.) / Тюменский индустриальный университет. – Тюмень, 2016. – С. 353-358.
9. TOP500. The List. – URL: https://www.top500.org/  (дата обращения: 25.05.2021).

Система Orphus

Загрузка...
Вверх