Czym jest moc obliczeniowa?

Co sprawia, że ​​superkomputer jest tak super? Czy potrafi przeskoczyć wysokie budynki za jednym zamachem lub bronić praw niewinnych? Prawda jest nieco bardziej przyziemna. Superkomputery mogą bardzo szybko przetwarzać złożone obliczenia.

Jak się okazuje, to sekret mocy obliczeniowej. Wszystko sprowadza się do tego, jak szybko maszyna może wykonać operację. Wszystko, co robi komputer, rozkłada się na matematykę. Procesor komputera interpretuje każde wykonane polecenie jako serię problemów matematycznych. Szybsze procesory mogą obsłużyć więcej obliczeń na sekundę niż wolniejsze, a ponadto lepiej radzą sobie z naprawdę trudnymi obliczeniami.

Wewnątrz procesora komputera znajduje się zegar elektroniczny. Zadaniem zegara jest tworzenie serii impulsów elektrycznych w regularnych odstępach czasu. Pozwala to komputerowi na synchronizację wszystkich swoich komponentów i określa prędkość, z jaką komputer może pobierać dane ze swojej pamięci i wykonywać obliczenia.

Kiedy mówisz o tym, ile gigaherców ma twój procesor, tak naprawdę mówisz o szybkości zegara . Liczba odnosi się do liczby impulsów elektrycznych wysyłanych przez procesor w każdej sekundzie. Procesor 3,2 gigaherca wysyła około 3,2 miliarda impulsów na sekundę. Chociaż możliwe jest przyspieszenie niektórych procesorów do prędkości wyższych niż ich reklamowane limity - proces zwany przetaktowywaniem - w końcu zegar osiągnie swój limit i nie będzie szedł szybciej.

Od marca 2010 roku rekord mocy obliczeniowej trafił do komputera Cray XT5 o nazwie Jaguar. Superkomputer Jaguar może przetwarzać do 2,3 biliarda obliczeń na sekundę [źródło: National Center for Computational Sciences ].

Wydajność komputera można również mierzyć w operacjach zmiennoprzecinkowych na sekundę lub flopach . Obecne komputery stacjonarne mają procesory, które mogą obsługiwać miliardy operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę, czyli gigaflops. Komputery z wieloma procesorami mają przewagę nad maszynami jednoprocesorowymi, ponieważ każdy rdzeń procesora może obsłużyć określoną liczbę obliczeń na sekundę. Procesory wielordzeniowe zwiększają moc obliczeniową przy mniejszym zużyciu energii [źródło: Intel ]

Wykonanie niektórych zadań nawet szybkim komputerom może zająć lata. Znalezienie dwóch czynników pierwszych o bardzo dużej liczbie jest trudnym zadaniem dla większości komputerów. Najpierw komputer musi określić czynniki dużej liczby. Następnie komputer musi określić, czy czynniki są liczbami pierwszymi. Dla niewiarygodnie dużych liczb jest to pracochłonne zadanie. Obliczenia mogą zająć komputerowi wiele lat.

Komputery przyszłości mogą uznać takie zadanie za stosunkowo proste. Działający komputer kwantowy o wystarczającej mocy mógłby równolegle obliczać współczynniki, a następnie w kilka chwil udzielić najbardziej prawdopodobnej odpowiedzi. Jednak komputery kwantowe mają swoje własne wyzwania i nie byłyby odpowiednie do wszystkich zadań obliczeniowych, ale mogłyby zmienić sposób, w jaki myślimy o mocy obliczeniowej.

Dowiedz się więcej o komputerach i procesorach, korzystając z łączy na następnej stronie.

 

Powiązane artykuły

Więcej świetnych witryn