Výkon počítače

Výpočetní výkon počítače ( výkon počítače ) je kvantitativní charakteristika rychlosti provádění určitých operací na počítači . Nejčastěji se výpočetní výkon měří v flopech (počet operací s pohyblivou řádovou čárkou za sekundu ), stejně jako jeho deriváty.

V současnosti je zvykem řadit mezi superpočítače systémy s výpočetním výkonem vyšším než 10 teraflopů (10 * 10 12 nebo deset bilionů flopů; pro srovnání průměrný moderní stolní počítač má výkon asi 0,1 teraflops). Jeden z nejvýkonnějších počítačových systémů v testu HPL, čínský Sunway TaihuLight , má výkon přesahující několik desítek petaflopů .

Nejednoznačnost definice

Existuje několik problémů při určování výpočetního výkonu superpočítače. Za prvé, mějte na paměti, že výkon systému může do značné míry záviset na typu prováděné úlohy. Výpočetní výkon negativně ovlivňuje zejména potřeba časté výměny dat mezi součástmi počítačového systému a také častý přístup k paměti . V tomto ohledu je přidělen špičkový výpočetní výkon – hypoteticky maximální možný počet operací na číslech s pohyblivou řádovou čárkou za sekundu, které je daný superpočítač schopen vyrobit.

Důležitou roli hraje také bitovost hodnot zpracovávaných programem (obvykle se jedná o formát čísel s plovoucí desetinnou čárkou). Takže například pro GPU NVIDIA Tesla prvních dvou generací je maximální výkon v režimu s jednou přesností (32 bitů ) asi 1 teraflop, ale při provádění výpočtů s dvojnásobnou přesností (64 bitů) je 10krát nižší ( například v čipech řady GF200 10krát méně bloků podporujících výpočty s dvojnásobnou přesností [2] ).

Měření rychlosti výkonu

Odhad reálného výpočetního výkonu se provádí absolvováním speciálních testů ( benchmarků ) - sady programů speciálně navržených pro provádění výpočtů a měření doby jejich provádění. Obvykle se rychlost řešení velkého systému lineárních algebraických rovnic systémem odhaduje , což je dáno především dobrou škálovatelností tohoto problému.

Nejoblíbenějším benchmarkem je benchmark Linpack . Zejména HPL (vysoce paralelní implementace Linpack pomocí MPI) [3] se používá při sestavování žebříčku TOP500 superpočítačů na světě [4] .

Dalšími oblíbenými testovacími programy jsou NAMD [5] (řešení problémů molekulární dynamiky ), HPCC ( HPC Challenge Benchmark ), NAS Parallel Benchmarks [3] .

V roce 2022 byla podle aktualizovaného hodnocení superpočítačů TOP500 oficiálně překonána bariéra exascale . [6]

Nejvýkonnější superpočítače

Od června 2011 jsou nejvýkonnější superpočítače :

• JUGENE se nachází v Německu ve výzkumném centru Jülich . Vyvinutý v rámci projektu Blue Gene od IBM.
• Kraken XT5  - nachází se v USA na University of Tennessee . Vytvořil Cray Inc.
• Roadrunner se nachází ve Spojených státech v Los Alamos National Laboratory . První superpočítač, jehož špičkový výkon přesáhl úroveň 1 petaflop [7] . Vytvořeno společností IBM . Charakteristickým rysem je použití hybridní architektury, ve které hlavní výpočetní výkon zajišťují procesory Cell .
• Jaguar - umístěný ve Spojených státech v Oak Ridge National Laboratory , založený na serverových procesorech AMD Opteron . Vytvořil Cray Inc.
• Tianhe-1A  je první čínský superpočítač třídy petaflop [8] . Vytvořeno Národní univerzitou obranné technologie Číny . Charakteristickým rysem architektury je přítomnost grafických karet ATI Radeon HD 4870 , relativně nedávno navržených pro použití ve vysoce výkonných řešeních.
• K počítač - umístěný v Japonsku na Institutu fyzikálního a chemického výzkumu . Vyvinuto společností Fujitsu .

Viz také

• Mýtus megahertzů
• Folding@home
• Paralelní počítání
• Vícevláknové zpracování

Poznámky

1. ↑ http://www.ixbt.com/video3/cuda-1.shtml Archivováno 23. dubna 2012 na Wayback Machine "Pro podporu výpočetní techniky FP64 se společnost NVIDIA rozhodla vytvořit vyhrazené výpočetní jednotky. A v GT200 je jich desetkrát méně z nich než bloky FP32 (jeden blok s dvojitou přesností na multiprocesor).
2. ↑ 1 2 Přehled některých balíčků měření výkonu clusteru . Získáno 1. prosince 2009. Archivováno z originálu 18. dubna 2012. (neurčitý)
3. ↑ TOP500. Benchmark Linpack archivován 21. května 2012 na Wayback Machine 
4. ↑ Výkon NAMD archivován 2. května 2012 na Wayback Machine 
5. ↑ Gennadij Detinich. Čína přestala zveřejňovat data o nejnovějších superpočítačích – to snižuje hodnotu světového žebříčku // 06/04/2022
6. ↑ Je čas se rozhoupat pro exaflop? . Získáno 1. prosince 2009. Archivováno z originálu 4. února 2011. (neurčitý)
7. ↑ Byl určen nový nejvýkonnější superpočítač na světě (nepřístupný odkaz) . Získáno 1. prosince 2009. Archivováno z originálu 4. prosince 2010. (neurčitý)