Wofür wird der schnellste Supercomputer der Welt verwendet?

Für die meisten von uns scheint ein Computer wahrscheinlich schnell genug zu sein, wenn er „LEGO Herr der Ringe“ oder ein YouTube-Video einer englischen Bulldogge auf einem Skateboard abspielen kann, ohne zu kriechen. Aber für Wissenschaftler, die an wirklich komplizierten Problemen arbeiten müssen, sind die bloßen 158 Milliarden Berechnungen pro Sekunde, die ein PC mit einem i7-Prozessor durchführen kann, bei weitem nicht genug [Quellen: Peckham , ORNL , Kolawole ].

Aus diesem Grund sind Forscher so begeistert von dem neuen Spielzeug des in Tennessee ansässigen Oak Ridge National Laboratory (ORNL), dem Supercomputer Cray Titan. Als er im Oktober 2012 enthüllt wurde, beanspruchte der Titan den Titel des schnellsten Computers der Welt, der nur sechs Monate lang von der IBM Sequoia Blue Gene/Q-Maschine im Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien gehalten wurde [Quellen: Burt , Johnston ] .

Wie schnell ist der Titan? Seine theoretische Höchstgeschwindigkeit beträgt 27 Petaflops, was nicht so beeindruckend klingt, es sei denn, Sie wissen, dass dies 27.000 Billionen Berechnungen pro Sekunde bedeutet [Quelle: ORNL ]. Das ist hunderttausendmal schneller als Ihr Top-of-the-Line-PC. Im Gegensatz zu Ihrem PC passt Titan jedoch nicht auf einen Desktop; es nimmt eine Fläche von der Größe eines Basketballplatzes ein [Quelle: Kolawole ].

Die unglaubliche Geschwindigkeit von Titan macht es zu einem fantastischen Werkzeug, um wirklich komplizierte Probleme anzugehen, die riesige Datenmengen erfordern. Forscher planen, damit detaillierte Simulationen des Erdklimas durchzuführen, die Ideen liefern könnten, wie die globale Erwärmung verringert werden kann. Sie können es auch verwenden, um supereffiziente Verbrennungsmotoren und Sonnenkollektoren zu entwickeln und biologische Simulationen durchzuführen, die dazu beitragen, die Erprobung neuer Medikamente zu beschleunigen. Auf rein wissenschaftlicher Ebene könnte Titan Wissenschaftlern helfen, das Aufbrechen der Bindungen zu simulieren, die Moleküle zusammenhalten, und ihnen neue Einblicke in einen der wichtigsten Prozesse in der Natur geben [Quellen: ORN L, Kolawole ].

Aber der Titan ist nicht nur deshalb wichtig, weil er unglaublich schnell ist, sondern weil er Pionierarbeit für eine neue Art von Supercomputer-Design leistet, das eine Generation noch schnellerer Maschinen hervorbringen könnte. Seit Jahren erreichen Wissenschaftler immer höhere Geschwindigkeiten, indem sie einfach Maschinen mit Tausenden und Abertausenden von zentralen Verarbeitungseinheiten oder CPUs bauen und dann die Berechnungen, die sie durchführen möchten, in kleinere Teile zerlegen, die auf all diese aufgeteilt werden könnten CPUs [Quelle: ORNL]. Der Nachteil dieses Ansatzes ist, dass all diese CPU-Chips enorme Mengen an Strom benötigen. Der Titan kombiniert jedoch jede seiner 18.688 CPUs mit einer Grafikverarbeitungseinheit oder GPU – der Art von Chip, die in Hot-Rod-Gaming-PCs verwendet wird – um die Berechnungen zu beschleunigen. GPUs ziehen nicht so viel Saft wie CPUs, daher ist das Ergebnis eine Maschine, die schneller ist als ihre Vorgänger, aber auch viel energieeffizienter [Quellen: ORNL , Kolawole ].

Forscher sehen im Titan den Weg zu Computern der Exascale-Klasse – also Maschinen, die tausend- oder mehrmal so schnell sind wie die leistungsstärksten Supercomputer von heute [Quellen: Kolawole , Goodwin und Zacharia ].

Anmerkung des Autors: Wofür wird der schnellste Supercomputer der Welt verwendet?

Ich bin in den 1960er Jahren aufgewachsen, als ein Computer noch ein ganzes Zimmer einnahm und Daten auf Lochkarten gespeichert wurden, auf denen die aufgedruckte Warnung stand: „Nicht falten, spindeln oder verstümmeln“. Und so viel konnte man damit auch nicht machen. Es war also geradezu erstaunlich, den Fortschritt der Rechenleistung und -fähigkeiten zu meinen Lebzeiten zu beobachten.

Der erste Desktop-PC, den ich 1988 kaufte, war etwa zehnmal so schnell wie der Bordcomputer, den die Apollo-11-Astronauten 1969 auf dem Weg zum Mond benutzten. Und heute ist das iPhone, das ich in meiner Tasche trage, weitaus leistungsfähiger als jeder von ihnen.

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