211service.com
Hur din Retina-skärm hjälper till att göra superdatorer kraftfullare än någonsin
Tidigare i veckan, superdatorn Titan vid Oak Ridge National Laboratory i Tennessee namngavs den snabbaste superdatorn på jorden . Den kunde utföra nästan 18 quadrillion flyttalsberäkningar per sekund i LINPACK benchmark (den högpresterande datorindustrins standardhastighetsmätare) genom att accelerera sina 560 640 processorer med grafikprocessorer från NVIDIA . Spännande, samma sak Kepler GPU-arkitektur ger också grafikhästkrafterna för Retina-skärmar på nya Macbook Pro . Detta är ingen slump. Utan vanliga konsumenters obevekliga önskan om nästa generations användarupplevelser – skarpare skärmar för sina bärbara datorer, bättre grafik för sina spel, batterier som håller längre för sina mobila enheter – skulle vetenskaplig superdator vara på något sätt skruvad.
En Cray-2 superdator från 1985. En iPad 2 har en motsvarande mängd processorkraft.
Det tar ungefär en miljard dollar att utveckla en högpresterande processor, säger Steve Scott, Tesla CTO på NVIDIA. Superdatormarknaden är inte tillräckligt stor för att stödja utvecklingen av denna hårdvara. Lyckligtvis stöds NVIDIA av miljontals och åter miljoner spelare som vill ha allt snabbare processorkraft för sitt spel. Vi kan ta samma processorer som är designade för att köra grafik för videospel och använda dem för att utföra de beräkningar som krävs för att simulera klimatet eller designa mer bränslesnåla motorer.
GPU:er har använts för att accelerera superdatorer i flera år. Innan dess revolutionerade konsumentoff-the-shelf-chips (COTS) superdatorer genom att ersätta de dyra anpassade processorer som hade gjort att företag som Cray känd. Inom de flesta vetenskapsområden sipprar innovation ner från regeringar och akademi till industri- och konsumenttillämpningar. Men när högpresterande beräkningar stiger för att möta teori och experiment som en tredje pelare för vetenskaplig upptäckt, är det omvända sant. Legioner av Skyrim-besatta spelare och mammor som älskar iPad är motorn som driver teknisk innovation uppåt till forskare och forskare.
Och vad motiverar alla dessa spelare och mammor att fortsätta besatta och önska och uppgradera och köpa, år efter år? Användarupplevelse. Apple utvecklar inte Retina-skärmar (och NVIDIA skapar inte GPU:erna för att driva dem) bara för att. När Apple fakturerade sin Power Mac G4 som den första stationära superdatorn (eftersom den kunde utföra mer än en miljard flyttalsberäkningar per sekund) för mer än ett decennium sedan var det inte för att de ville att beräkningsforskare skulle high-five dem. Det berodde på att en gigaflop var tillräckligt med datorkraft för att säkerställa (vid den tiden) en sömlös, on-demand användarupplevelse för vanliga konsumenter.
Nästa stora milstolpe för superdatorer att nå är den sk exascale , där datorer kan utföra 1018 beräkningar per sekund – tusen gånger kraftfullare än dagens petaskalamaskiner som Titan, och tillräckligt (enligt vissa forskare) för att göra magiska simuleringsbragder möjliga, som att screena potentiella läkemedelsdesigner mot alla kända levande proteinklasser. att alla möjliga biverkningar kan förutbestämas.
Men hindret för att nå exaskalan är inte processorkraft, det är energianvändning. Och så återigen kan vanlig användarupplevelse vara det som tar oss till nästa generation av superdatorer, eftersom forskare och ingenjörer experimenterar med att använda ultralågeffekts mobila chiparkitekturer som ARM för att vrida allt mer FLOPS per watt ur sina maskiner. När allt kommer omkring är den främsta anledningen till att chippet i din telefon är mycket mer energieffektivt än det på din stationära dator för att säkerställa att ditt batteri räcker mer än 15 minuter. (Och för att se till att telefonen inte brinner genom dina byxor. Det skulle vara en ganska hemsk användarupplevelse.)
Superdatorer själva erbjuder en hänsynslöst primitiv användarupplevelse: forskare kodar ofta sina applikationer själva med hjälp av dem Fortran , och interagera med dem med hjälp av kommandoraden. Som de borde – ingen av dessa petaflops bör slösas bort på lättsinne i användargränssnittet som vi andra tar för givet. Men det är just dessa lättsinne – och vår glupska önskan om snabbare, starkare, bättre, vackrare varje år – som gör superdatorer möjlig.