All
 
|
 
 


Brief overview of history, application spheres and comparison of modern supercomputers
 
PIIS265838870015738-4-1
DOI10.33276/S265838870015738-4
Publication type Article
Status Published
Authors
Olga Kuznetsova 
Occupation: Junior Researcher, Laboratory of Computer Modeling of Socio-Economic Processes
Affiliation: Central Economics and Mathematics Institute, Russian Academy of Sciences
Address: 47, Nakhimovsky Prospect, Moscow, 117418, Russian Federation
Journal nameVestnik CEMI
Edition
Abstract

In the digital age the need for high-performance computing in variety of spheres determines the development of powerful electronic computers, particularly supercomputers. In turn, the new possibilities of supercomputer technologies stimulate the complication of computational problems. This article discusses concept, history of development and power levels of supercomputers. It also provides a comparison of the most powerful supercomputers of the world and some of most promising spheres of supercomputers application.

Keywordssupercomputer, electronic computer, computer power, supercomputer architecture, rating
Received01.07.2021
Publication date01.07.2021
Number of characters18150
Cite   Download pdf To download PDF you should sign in
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.

views: 464

Readers community rating: votes 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

Loading...
Up