technology
.Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Supercomputer is a computer with high processing speed and large memory capacity . Has application in the areas of research that large amount of processing is required , and military research , science , chemistry, medicine . Supercomputers are used for highly complex calculations -intensive tasks such as problems involving quantum physics , mechanics, meteorology, climate research , molecular modeling (computing the structures and properties of chemical compounds , biological macromolecules , polymers, and crystals ) and physical simulations such as simulation of airplanes in wind tunnels , simulation of the detonation of nuclear weapons , and research into nuclear fusion.
The first supercomputers were created in the 1960s by Seymour Cray Cray.Seymour founded his own company , Cray Research in 1970 and dominated the supercomputing market for 25 years ( 1965-1990 ) .
In the 70s the University of Illinois assembled together with the Burroughs Corporation ILLIAC IV , a supercomputer made famous by the dimensions .
Science fiction has addressed the issue in a novel called " Colossus " .
Today 's supercomputers are manufactured by companies like Supermicro , NEC , SUN ( this was bought by Oracle in 2010 ) , IBM , HP , Apple Inc. , and etc. . The updated list of 500 most powerful known computer systems list can be obtained in top500.org .
character
The main features of supercomputers are:
Processing Speed: trillion floating point per second ( TFlops ) operations . According to the Top500 http://www.top500.org/lists/2011/11 Nov/2011 ] list, one realizes that the manufacturers (super ) computer companies tend to call their own supercomputer products ( supercomputer ) those with TFlops than 80 ( position 68 to 1 ) and the server (server ) processing those with between 25 and 80 TFlops ( 500 ° to position 67 ) processing ;
Size : require special facilities and refrigeration systems ;
Difficulty of use : chosen by experts ;
Usual clients : major research centers ;
Social penetration : virtually zero ;
Social impact : very important in the research space, from the moment that provides for high -speed calculations , allowing , for example, in order to analyze the genome, pi , complex numbers, the calculations for the development of physical problems that require an very low margin of error , etc. .
Installed Parks : less than a thousand anywhere in the world ;
Cost : currently (2010 ) up to hundreds of millions of dollars each ( ~ U.S. $ 225mm Cray XT5 ) ;
Part of supercomputers
Parallel vector processor ( PVP )
Systems composed of a few powerful processors . The interconnection is made , usually by a switching matrix ( crossbar ) high flow . The memory is shared , and systems can be classified as A multiprocessor . Usually do not use cache memory using this function for a large number of vector registers and the instruction buffer . Examples : Cray C - 90 (up to 16 processors ) , Cray T - 90 ( up to 32 processors ) , Fujitsu VPi 700 ( up to 256 processors ) . The NEC SX - 6 is also a PVP , and the Earth Simulator , which is a NEC SX - 6 , has been No. 1 on the list of 500 most powerful machines in the world, with 5120 processors . Currently the most powerful supercomputer called " K Computer " , installed in Japan and has 548352 processing cores .
Symmetric multiprocessors SMPOs Symmetric Multiprocessors are systems made up of commercial processors connected to a shared memory , and can be classified as A multiprocessor . They are used widely cache memory and all processors have equal access to the bus and the shared memory . They are easier to program than machines which communicate by exchanging messages , as the shape approaches that programming done in conventional systems, but has the disadvantage of using a bus interconnect (allowing only one transaction at a time) . This limitation can reduce the scale of this class of systems , making commercial systems are generally limited to 64 processors. Examples : IBM R50 ( up to 8 processors ) , SGI Power Challenge ( maximum of 36 processors ) , SUN Ultra Enterprise 10000 ( maximum of 64 processors ) and HP / Convex Exemplar X -Class ( maximum of 32 nodes of 16 processors each) .
Massively parallel machines ( MPP ) [edit | edit source code ]
The MPPs ( Massively Parallel Processors) NORMA multicomputers are built with thousands of commercial processors connected by a high speed network . High performance is obtained with the large number of processors . The fact that the exchange of messages becomes more difficult programming where the memory is shared . Examples : Intel Paragon ( 4000 processors maximum ) , Connection Machine CM - 5 ( maximum of 2048 processors ) , IBM SP2 ( up to 512 processors ) and Cray T3D ( maximum of 2048 processors ) .
Machines with distributed shared memory ( DSM ) [edit | edit source code ]
In DSM ( Distributed Shared Memory ) systems , even with the memory being distributed among the nodes , all processors can access all memory . The single address space , data sharing and control of cache coherence are achieved with software . NUMA systems can be interwoven with distributed memory , or NORMA systems ( memory locations ) , where memories can be connected via network adapters ( AR ) to a specific interconnection network , which allows access to remote memories . The machine , in both cases, is considered CC -NUMA or SC depending on the implementation of NUMA cache coherency . Example : SGI Origin ( maximum of 512 processors ) .
Networks of workstations
Networks of workstations (NOW - Network of Workstations ) consist of several workstations interconnected by some traditional networking technology such as Ethernet and ATM . In practice local networks are used in the execution of parallel applications . Can be seen as NORMA machines low cost or no cost if the network already exists , ie , this is a significantly cheaper solution compared to MPPs . The clear disadvantage that one sees on a network of workstations is the fact that traditional networks are typically used only in minor tasks ( to share files and access remote printers , for example) , and are generally not optimized for communication operations of a parallel application . The result is a high latency in the operation, which compromises the performance of the machine as a whole . Are mostly used in educational institutions for the study of parallel and distributed processing. Example : Workstations interconnected by Ethernet technology.
Supercomputador é um computador com altíssima velocidade de processamento e grande capacidade de memória. Tem aplicação em áreas de pesquisa que grande quantidade de processamento se faz necessária, como pesquisas militares, científica, química, medicina. Supercomputadores são usados para cálculos muito complexos e tarefas intensivas, como problemas envolvendo física quântica, mecânica, meteorologia, pesquisas de clima, modelagem molecular (computação nas estruturas e propriedades de compostos químicos, macromoléculas biológicas, polímeros e cristais) e simulações físicas, como simulação de aviões em túneis de vento, simulação da detonação de armas nucleares e investigação sobre a fusão nuclear.
Os primeiros supercomputadores foram criados na década de 1960 por Seymour Cray.Seymour Cray fundou sua própria empresa, a Cray Research, em 1970 e dominou o mercado da supercomputação durante 25 anos (1965-1990).
Na década de 70 a Universidade de Illinois montou em conjunto com a Burroughs Corporation o ILLIAC IV, um supercomputador que ficou famoso pelas dimensões.
A ficção científica abordou o tema num romance chamado "Colossus".
Hoje os supercomputadores são fabricados por empresas como SUPERMICRO, NEC, SUN (esta foi comprada pela Oracle em 2010), IBM, HP, Apple Inc., e etc. A lista atualizada dos 500 sistemas computacionais mais poderosos conhecidos pode ser obtida em top500.org.
Características
As principais características dos supercomputadores são:
Velocidade de processamento: trilhões de operações de ponto flutuante por segundo (TFlops). Conforme a http://www.top500.org/lists/2011/11 lista Top500 de nov/2011], percebe-se que as empresas fabricantes de (super)computadores tendem a chamar seus próprios produtos de supercomputador (supercomputer) aqueles com processamento superior a 80 TFlops (68º posição até a 1º), e de servidor (server) aqueles com processamento entre 25 e 80 TFlops (500º posição até a 67º);
Tamanho: requerem instalações e sistemas de refrigeração especiais;
Dificuldade de uso: escolhido por especialistas;
Clientes usuais: grandes centros de pesquisa;
Penetração social: praticamente zero;
Impacto social: muito importante no espaço da investigação, a partir do momento em que fornece cálculos em alta velocidade, permitindo, por exemplo, analisar a ordem do genoma, o número pi, números complexos, o desenvolvimento de cálculos para problemas físicos que requerem uma baixíssima margem de erro, etc.
Parques instalados: menos de mil em qualquer lugar no mundo;
Custo: atualmente (2010) até centenas de milhões de dólares cada (~ US$ 225MM o Cray XT5);
Partes dos supercomputadores
Processadores vetoriais paralelos (PVP)
Sistemas compostos de poucos processadores poderosos. A interconexão é feita, em geral, por uma matriz de chaveamento (crossbar) de alta vazão. A memória é compartilhada, e os sistemas podem ser classificados como multiprocessadores UMA. Normalmente não utilizam memória cache, usando para essa função um grande número de registradores vetoriais e um buffer de instrução. Exemplos: Cray C-90 (máximo de 16 processadores), Cray T-90 (máximo de 32 processadores), Fujitsu VPi 700 (máximo de 256 processadores). O NEC SX-6 também é um PVP, e o Earth Simulator, que é um NEC SX-6, já foi o número 1 na lista das 500 máquinas mais poderosas do mundo, possuindo 5120 processadores. Atualmente o supercomputador mais poderoso do mundo chama-se "K Computer", instalado no Japão e possui 548352 nucleos de processamento.
Multiprocessadores simétricos SMPOs Symmetric Multiprocessors são sistemas constituídos de processadores comerciais conectados a uma memória compartilhada, podendo também ser classificados como multiprocessadores UMA. Utilizam-se amplamente de memória cache e todos os processadores têm igual acesso ao barramento e à memória compartilhada. São mais fáceis de programar que máquinas que se comunicam por troca de mensagens, já que a forma de programação se aproxima daquela feita em sistemas convencionais, mas tem como desvantagem o uso de um barramento de interconexão (permitindo apenas uma transação por vez). Esta limitação pode reduzir a escalabilidade desta classe de sistemas, fazendo com que sistemas comerciais estejam, geralmente, limitados a 64 processadores. Exemplos: IBM R50 (máximo de 8 processadores), SGI Power Challenge (máximo de 36 processadores), SUN Ultra Enterprise 10000 (máximo de 64 processadores) e HP/Convex Exemplar X-Class (máximo de 32 nós de 16 processadores cada).
Máquinas maciçamente paralelas (MPP)[editar | editar código-fonte]
Os MPPs (Massively Parallel Processors) são multicomputadores NORMA construídos com milhares de processadores comerciais conectados por uma rede de alta velocidade. O alto desempenho é obtido com o grande número de processadores. O fato de haver troca de mensagens torna a programação mais difícil que nos casos em que a memória é compartilhada. Exemplos: Intel Paragon (máximo de 4000 processadores), Connection Machine CM-5 (máximo de 2048 processadores), IBM SP2 (máximo de 512 processadores) e Cray T3D (máximo de 2048 processadores).
Máquinas com memória compartilhada distribuída (DSM)[editar | editar código-fonte]
Nos sistemas DSM (Distributed Shared Memory), mesmo com a memória sendo distribuídos entre os nós, todos os processadores podem acessar todas as memórias. O espaço de endereçamento único, o compartilhamento de dados e o controle de coerência de cache são conseguidos com software. Podem ser sistemas NUMA com memória entrelaçada distribuída, ou sistemas NORMA (com memórias locais), onde as memórias podem ser ligadas através de adaptadores de rede (AR) a uma rede de interconexão específica, que permite o acesso a memórias remotas. A máquina, nos dois casos, é considerada CC-NUMA ou SC-NUMA dependendo da implementação da coerência de cache. Exemplo: SGI Origin (máximo de 512 processadores).
Redes de estações de trabalho
As redes de estações de trabalho (NOW – Network of Workstations) são constituídas de várias estações de trabalho interligadas por alguma tecnologia tradicional de rede, como Ethernet e ATM. Na prática são redes locais utilizadas na execução de aplicações paralelas. Podem ser vistas como máquinas NORMA de baixo custo, ou sem custo algum caso a rede já exista, ou seja, esta é uma solução significativamente mais barata em relação aos MPPs. A desvantagem clara que se vê em uma rede de estações de trabalho é o fato de que as redes tradicionais costumam ser usadas apenas em tarefas menores (para compartilhar arquivos e acessar impressoras remotas, por exemplo), e geralmente não são otimizadas para operações de comunicação de uma aplicação paralela. O resultado é uma alta latência nessas operações, o que compromete o desempenho da máquina como um todo. São usadas principalmente em instituições de ensino para o estudo de processamento paralelo e distribuído. Exemplo: Estações de trabalho interligadas por tecnologia Ethernet.
.Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Supercomputer is a computer with high processing speed and large memory capacity . Has application in the areas of research that large amount of processing is required , and military research , science , chemistry, medicine . Supercomputers are used for highly complex calculations -intensive tasks such as problems involving quantum physics , mechanics, meteorology, climate research , molecular modeling (computing the structures and properties of chemical compounds , biological macromolecules , polymers, and crystals ) and physical simulations such as simulation of airplanes in wind tunnels , simulation of the detonation of nuclear weapons , and research into nuclear fusion.
The first supercomputers were created in the 1960s by Seymour Cray Cray.Seymour founded his own company , Cray Research in 1970 and dominated the supercomputing market for 25 years ( 1965-1990 ) .In the 70s the University of Illinois assembled together with the Burroughs Corporation ILLIAC IV , a supercomputer made famous by the dimensions .
Science fiction has addressed the issue in a novel called " Colossus " .
Today 's supercomputers are manufactured by companies like Supermicro , NEC , SUN ( this was bought by Oracle in 2010 ) , IBM , HP , Apple Inc. , and etc. . The updated list of 500 most powerful known computer systems list can be obtained in top500.org .
character
The main features of supercomputers are:
Processing Speed: trillion floating point per second ( TFlops ) operations . According to the Top500 http://www.top500.org/lists/2011/11 Nov/2011 ] list, one realizes that the manufacturers (super ) computer companies tend to call their own supercomputer products ( supercomputer ) those with TFlops than 80 ( position 68 to 1 ) and the server (server ) processing those with between 25 and 80 TFlops ( 500 ° to position 67 ) processing ;
Size : require special facilities and refrigeration systems ;
Difficulty of use : chosen by experts ;
Usual clients : major research centers ;
Social penetration : virtually zero ;
Social impact : very important in the research space, from the moment that provides for high -speed calculations , allowing , for example, in order to analyze the genome, pi , complex numbers, the calculations for the development of physical problems that require an very low margin of error , etc. .
Installed Parks : less than a thousand anywhere in the world ;
Cost : currently (2010 ) up to hundreds of millions of dollars each ( ~ U.S. $ 225mm Cray XT5 ) ;
Part of supercomputers
Parallel vector processor ( PVP )
Systems composed of a few powerful processors . The interconnection is made , usually by a switching matrix ( crossbar ) high flow . The memory is shared , and systems can be classified as A multiprocessor . Usually do not use cache memory using this function for a large number of vector registers and the instruction buffer . Examples : Cray C - 90 (up to 16 processors ) , Cray T - 90 ( up to 32 processors ) , Fujitsu VPi 700 ( up to 256 processors ) . The NEC SX - 6 is also a PVP , and the Earth Simulator , which is a NEC SX - 6 , has been No. 1 on the list of 500 most powerful machines in the world, with 5120 processors . Currently the most powerful supercomputer called " K Computer " , installed in Japan and has 548352 processing cores .
Symmetric multiprocessors SMPOs Symmetric Multiprocessors are systems made up of commercial processors connected to a shared memory , and can be classified as A multiprocessor . They are used widely cache memory and all processors have equal access to the bus and the shared memory . They are easier to program than machines which communicate by exchanging messages , as the shape approaches that programming done in conventional systems, but has the disadvantage of using a bus interconnect (allowing only one transaction at a time) . This limitation can reduce the scale of this class of systems , making commercial systems are generally limited to 64 processors. Examples : IBM R50 ( up to 8 processors ) , SGI Power Challenge ( maximum of 36 processors ) , SUN Ultra Enterprise 10000 ( maximum of 64 processors ) and HP / Convex Exemplar X -Class ( maximum of 32 nodes of 16 processors each) .
Massively parallel machines ( MPP ) [edit | edit source code ]
The MPPs ( Massively Parallel Processors) NORMA multicomputers are built with thousands of commercial processors connected by a high speed network . High performance is obtained with the large number of processors . The fact that the exchange of messages becomes more difficult programming where the memory is shared . Examples : Intel Paragon ( 4000 processors maximum ) , Connection Machine CM - 5 ( maximum of 2048 processors ) , IBM SP2 ( up to 512 processors ) and Cray T3D ( maximum of 2048 processors ) .
Machines with distributed shared memory ( DSM ) [edit | edit source code ]
In DSM ( Distributed Shared Memory ) systems , even with the memory being distributed among the nodes , all processors can access all memory . The single address space , data sharing and control of cache coherence are achieved with software . NUMA systems can be interwoven with distributed memory , or NORMA systems ( memory locations ) , where memories can be connected via network adapters ( AR ) to a specific interconnection network , which allows access to remote memories . The machine , in both cases, is considered CC -NUMA or SC depending on the implementation of NUMA cache coherency . Example : SGI Origin ( maximum of 512 processors ) .
Networks of workstations
Networks of workstations (NOW - Network of Workstations ) consist of several workstations interconnected by some traditional networking technology such as Ethernet and ATM . In practice local networks are used in the execution of parallel applications . Can be seen as NORMA machines low cost or no cost if the network already exists , ie , this is a significantly cheaper solution compared to MPPs . The clear disadvantage that one sees on a network of workstations is the fact that traditional networks are typically used only in minor tasks ( to share files and access remote printers , for example) , and are generally not optimized for communication operations of a parallel application . The result is a high latency in the operation, which compromises the performance of the machine as a whole . Are mostly used in educational institutions for the study of parallel and distributed processing. Example : Workstations interconnected by Ethernet technology.
Supercomputador é um computador com altíssima velocidade de processamento e grande capacidade de memória. Tem aplicação em áreas de pesquisa que grande quantidade de processamento se faz necessária, como pesquisas militares, científica, química, medicina. Supercomputadores são usados para cálculos muito complexos e tarefas intensivas, como problemas envolvendo física quântica, mecânica, meteorologia, pesquisas de clima, modelagem molecular (computação nas estruturas e propriedades de compostos químicos, macromoléculas biológicas, polímeros e cristais) e simulações físicas, como simulação de aviões em túneis de vento, simulação da detonação de armas nucleares e investigação sobre a fusão nuclear.
Os primeiros supercomputadores foram criados na década de 1960 por Seymour Cray.Seymour Cray fundou sua própria empresa, a Cray Research, em 1970 e dominou o mercado da supercomputação durante 25 anos (1965-1990).
Na década de 70 a Universidade de Illinois montou em conjunto com a Burroughs Corporation o ILLIAC IV, um supercomputador que ficou famoso pelas dimensões.
A ficção científica abordou o tema num romance chamado "Colossus".
Hoje os supercomputadores são fabricados por empresas como SUPERMICRO, NEC, SUN (esta foi comprada pela Oracle em 2010), IBM, HP, Apple Inc., e etc. A lista atualizada dos 500 sistemas computacionais mais poderosos conhecidos pode ser obtida em top500.org.
Características
As principais características dos supercomputadores são:
Velocidade de processamento: trilhões de operações de ponto flutuante por segundo (TFlops). Conforme a http://www.top500.org/lists/2011/11 lista Top500 de nov/2011], percebe-se que as empresas fabricantes de (super)computadores tendem a chamar seus próprios produtos de supercomputador (supercomputer) aqueles com processamento superior a 80 TFlops (68º posição até a 1º), e de servidor (server) aqueles com processamento entre 25 e 80 TFlops (500º posição até a 67º);
Tamanho: requerem instalações e sistemas de refrigeração especiais;
Dificuldade de uso: escolhido por especialistas;
Clientes usuais: grandes centros de pesquisa;
Penetração social: praticamente zero;
Impacto social: muito importante no espaço da investigação, a partir do momento em que fornece cálculos em alta velocidade, permitindo, por exemplo, analisar a ordem do genoma, o número pi, números complexos, o desenvolvimento de cálculos para problemas físicos que requerem uma baixíssima margem de erro, etc.
Parques instalados: menos de mil em qualquer lugar no mundo;
Custo: atualmente (2010) até centenas de milhões de dólares cada (~ US$ 225MM o Cray XT5);
Partes dos supercomputadores
Processadores vetoriais paralelos (PVP)
Sistemas compostos de poucos processadores poderosos. A interconexão é feita, em geral, por uma matriz de chaveamento (crossbar) de alta vazão. A memória é compartilhada, e os sistemas podem ser classificados como multiprocessadores UMA. Normalmente não utilizam memória cache, usando para essa função um grande número de registradores vetoriais e um buffer de instrução. Exemplos: Cray C-90 (máximo de 16 processadores), Cray T-90 (máximo de 32 processadores), Fujitsu VPi 700 (máximo de 256 processadores). O NEC SX-6 também é um PVP, e o Earth Simulator, que é um NEC SX-6, já foi o número 1 na lista das 500 máquinas mais poderosas do mundo, possuindo 5120 processadores. Atualmente o supercomputador mais poderoso do mundo chama-se "K Computer", instalado no Japão e possui 548352 nucleos de processamento.
Multiprocessadores simétricos SMPOs Symmetric Multiprocessors são sistemas constituídos de processadores comerciais conectados a uma memória compartilhada, podendo também ser classificados como multiprocessadores UMA. Utilizam-se amplamente de memória cache e todos os processadores têm igual acesso ao barramento e à memória compartilhada. São mais fáceis de programar que máquinas que se comunicam por troca de mensagens, já que a forma de programação se aproxima daquela feita em sistemas convencionais, mas tem como desvantagem o uso de um barramento de interconexão (permitindo apenas uma transação por vez). Esta limitação pode reduzir a escalabilidade desta classe de sistemas, fazendo com que sistemas comerciais estejam, geralmente, limitados a 64 processadores. Exemplos: IBM R50 (máximo de 8 processadores), SGI Power Challenge (máximo de 36 processadores), SUN Ultra Enterprise 10000 (máximo de 64 processadores) e HP/Convex Exemplar X-Class (máximo de 32 nós de 16 processadores cada).
Máquinas maciçamente paralelas (MPP)[editar | editar código-fonte]
Os MPPs (Massively Parallel Processors) são multicomputadores NORMA construídos com milhares de processadores comerciais conectados por uma rede de alta velocidade. O alto desempenho é obtido com o grande número de processadores. O fato de haver troca de mensagens torna a programação mais difícil que nos casos em que a memória é compartilhada. Exemplos: Intel Paragon (máximo de 4000 processadores), Connection Machine CM-5 (máximo de 2048 processadores), IBM SP2 (máximo de 512 processadores) e Cray T3D (máximo de 2048 processadores).
Máquinas com memória compartilhada distribuída (DSM)[editar | editar código-fonte]
Nos sistemas DSM (Distributed Shared Memory), mesmo com a memória sendo distribuídos entre os nós, todos os processadores podem acessar todas as memórias. O espaço de endereçamento único, o compartilhamento de dados e o controle de coerência de cache são conseguidos com software. Podem ser sistemas NUMA com memória entrelaçada distribuída, ou sistemas NORMA (com memórias locais), onde as memórias podem ser ligadas através de adaptadores de rede (AR) a uma rede de interconexão específica, que permite o acesso a memórias remotas. A máquina, nos dois casos, é considerada CC-NUMA ou SC-NUMA dependendo da implementação da coerência de cache. Exemplo: SGI Origin (máximo de 512 processadores).
Redes de estações de trabalho
As redes de estações de trabalho (NOW – Network of Workstations) são constituídas de várias estações de trabalho interligadas por alguma tecnologia tradicional de rede, como Ethernet e ATM. Na prática são redes locais utilizadas na execução de aplicações paralelas. Podem ser vistas como máquinas NORMA de baixo custo, ou sem custo algum caso a rede já exista, ou seja, esta é uma solução significativamente mais barata em relação aos MPPs. A desvantagem clara que se vê em uma rede de estações de trabalho é o fato de que as redes tradicionais costumam ser usadas apenas em tarefas menores (para compartilhar arquivos e acessar impressoras remotas, por exemplo), e geralmente não são otimizadas para operações de comunicação de uma aplicação paralela. O resultado é uma alta latência nessas operações, o que compromete o desempenho da máquina como um todo. São usadas principalmente em instituições de ensino para o estudo de processamento paralelo e distribuído. Exemplo: Estações de trabalho interligadas por tecnologia Ethernet.
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