5.5. Суперэвм
К суперЭВМ относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов - десятки миллиардов операций в секунду.
Типовая модель суперЭВМ 2000 г., по прогнозу, будет иметь следующие характеристики:
высокопараллельная многопроцессорная вычислительная система с быстродействием примерно 100 000 MFLOPS;
емкость: оперативной памяти 10 Гбайт, дисковой памяти 1-10 Тбайт (1 Тбайт = 1000 Гбайт);
разрядность 64; 128 бит.
Фирма Cray Research намерена к 2000 г. создать суперЭВМ производительностью 1 TFLOPS = 1 000 000 MFLOPS.
Создать такую высокопроизводительную ЭВМ по современной технологии на одном микропроцессоре не представляется возможным ввиду ограничения, обусловленного конечным значением скорости распространения электромагнитных волн (300 000 км/с), ибо время распространения сигнала на расстояние несколько миллиметров (линейный размер стороны МП) при быстродействии 100 млрд. оп/с становится соизмеримым с временем выполнения одной операции. Поэтому суперЭВМ создаются в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем (МПВС).
Высокопараллельные МПВС имеют несколько разновидностей:
магистральные (конвейерные) МПВС, в которых процессоры одновременно выполняют разные операции над последовательным потоком обрабатываемых данных; по принятой классификации такие МПВС относятся к системам с многократным потоком команд и однократным потоком данных (МКОД или MISD – Multiple Instruction Single Data);
векторные МПВС, в которых все процессоры одновременно выполняют одну команду над различными данными – однократный поток команд с многократным потоком данных (ОКМД или SIMD – Single Instruction Multiple Data);
матричные МПВС, в которых МП одновременно выполняют разные операции над несколькими последовательными потоками обрабатываемых данных – многократный поток команд с многократным потоком данных (МКМД или MIMD – Multiple Instruction Multiple Data).
Условные структуры однопроцессорной (SISD – Single Instruction Single Data) и названных многопроцессорных вычислительных систем показаны на рис. 5.7. В суперЭВМ используются все три варианта архитектуры МПВС:
структура MIMD в классическом ее варианте (например, в суперкомпьютере BSP фирмы Burroughs);
параллельно-конвейерная модификация, иначе, MMISD, т.е. многопроцессорная (Multiple) MISD-архитектура (например, в суперкомпьютере "Эльбрус 3");
параллельно-векторная модификация, иначе, MSIMD, т.е. многопроцессорная SIMD-архитектура (например, в суперкомпьютере Cray 2).
Наибольшую эффективность показала MSIMD-архитектура, поэтому в современных суперЭВМ чаще всего используется именно она (суперкомпьютеры фирм Cray, Fujitsu, NEC, Hitachi и др.).
Первая суперЭВМ была задумана в 1960 г. и создана в 1972 г. (машина ILLIAC IV с производительностью 20 MFLOPS), а начиная с 1974 г. лидерство в разработке суперЭВМ захватила фирма Cray Research, выпустившая ЭВМ Cray 1 производительностью 160 MFLOPS и объемом оперативной памяти 64 Мбайта, а в 1984 г. – ЭВМ Cray 2, в полной мере реализовавшую архитектуру MSIMD и ознаменовавшую появление нового поколения суперЭВМ. Производительность Cray 2 – 2000 MFLOPS, объем оперативной памяти – 2 Гбайта. Классическое соотношение, ибо критерий сбалансированности ресурсов ЭВМ – каждому MFLOPS производительности процессора должно соответствовать не менее 1 Мбайта оперативной памяти.
В настоящее время в мире насчитывается несколько тысяч суперЭВМ (в 1991 г. - 900 шт.), начиная от простеньких офисных Cray EL до мощных Cray 3, Cray 4, Cray Y-MP C90 фирмы Cray Research, Cyber 205 фирмы Control Data, SX-3 и SX-X фирмы NEC, VP 2000 фирмы Fujitsu (Япония), VPP 500 фирмы Siemens (ФРГ) и др., производительностью несколько десятков тысяч MFLOPS; среди лучших суперЭВМ можно отметить и отечественные суперкомпьютеры.
Рис. 5.7. Условные структуры вычислительных систем:
а – SISD (однопроцессорная); б – MISD (конвейерная);
в – SIMD (векторная); г – MIMD (матричная)
В сфере суперЭВМ Россия, пожалуй, впервые представила собственные оригинальные модели ЭВМ. Все остальные: и ПК, и малые, и универсальные ЭВМ, за редким исключением (например, ЭВМ Рута 110), на базе отечественной технологии копировали зарубежные разработки (в первую очередь разработки фирм США).
В СССР, а позднее в России была разработана и реализуется (сейчас, правда, почти заморожена) государственная программа разработки суперкомпьютеров. По этой программе были разработаны и частично выпущены такие суперЭВМ, как повторяющая архитектуру Cray Электроника СС БИС; оригинальные разработки: ЕС1191, 1195, 1191.01, 1191.10, Эльбрус 1, 2, 3, 3Б. Разработка ЕС 1191 с производительностью 1200 MFLOPS из-за нехватки средств заморожена; офисные варианты ЕС 1195 и ЕС 1191.01 имеют производительность соответственно 50 и 500 MFLOPS; идет разработка ЕС 1191.10 с ожидаемой производительностью 2000 MFLOPS.
- Информатика
- К читателю
- Предисловие
- От всей души желаем вам успехов!
- 1.1. Информатизация общества
- Опыт информатизации и перспективные идеи
- 1.2. Информационный потенциал общества
- Рынок информационных продуктов и услуг
- Правовое регулирование на информационном рынке
- 1.3. Информатика – предмет и задачи
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- 2 Глава. Измерение и представление информации
- 2.1. Информация и ее свойства
- 2.2. Классификация и кодирование информации
- 2.1. Информация и ее свойства
- 2.2. Классификация и кодирование информации
- Фасетная система классификации
- Дескрипторная система классификации
- Система кодирования
- Классификационное кодирование
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- После изучения главы вы должны знать:
- 3.1. Информационные системы
- Понятие информационной системы
- Персонал организации
- 3.2. Структура и классификация информационных систем
- Информационные системы для менеджеров среднего звена
- 3.3. Информационные технологии
- Как соотносятся информационная технология и информационная система
- 3.4. Виды информационных технологий
- Характеристика и назначение
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 4. Архитектура персонального компьютера
- После изучения главы вы должны знать:
- 4.1. Информационно-логические основы построения
- 4.2. Функционально-структурная организация
- 4.3. Микропроцессоры
- 4.4. Запоминающие устройства пк
- Накопители на жестких магнитных дисках
- 4.5. Основные внешние устройства пк
- 4.6. Рекомендации по выбору персонального компьютера
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 5. Состояние и тенденции развития эвм
- После изучения главы вы должны знать:
- 5.1. Классификация эвм Классификация эвм по принципу действия
- Классификация эвм по размерам и функциональным возможностям
- 5.2. Большие эвм
- 5.3. Малые эвм
- 5.4. Персональные компьютеры
- 5.5. Суперэвм
- 5.6. Серверы
- 5.7. Переносные компьютеры
- 5.8. Тенденции развития вычислительных систем
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 6. Компьютерные сети
- После изучения главы вы должны знать:
- 6.1. Коммуникационная среда и передача данных
- 6.2. Архитектура компьютерных сетей
- 6.3. Локальные вычислительные сети
- Управление взаимодействием устройств в сети
- 6.4. Глобальная сетьinternet
- 6.5. Локальная вычислительная сетьnovellnetware
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 7. Офисная техника
- После изучения главы вы должны знать:
- 7.1. Классификация офисной техники
- 7.2. Средства изготовления, хранения, транспортирования и обработки документов
- Средства транспортирования документов
- 7.3. Средства копирования и размножения документов
- 7.4. Средства административно-управленческой связи
- Системы передачи недокументированной информации
- Дейтефонная связь
- 7.5. Компьютерные системы в оргтехнике
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 8. Состояние и тенденции развития программного обеспечения
- 8.1. Программные продукты и их основные характеристики
- 8.2. Классификация программных продуктов
- После изучения главы вы должны знать:
- 8.1. Программные продукты и их основные характеристики
- 8.2. Классификация программных продуктов
- Сервисное программное обеспечение
- Офисные ппп
- Системы искусственного интеллекта
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 9. Операционная система ms dos
- 9.1. Основные понятия
- 9.2. Характеристика ms dos
- 9.3. Технология работы в ms dos
- 9.1. Основные понятия
- 9.2. Характеристикаmsdos
- 9.3. Технология работы вmsdos
- Формат команды объединения нескольких файлов
- Форматы команд для обмена данными между внешним устройством и файлом, хранящимся на диске
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 10. Norton commander – инструментарий работы в среде ms dos
- После изучения главы вы должны знать:
- 10.1. Общие сведения
- 10.2. Работа с панелями информационного окна
- 10.3. Управление пакетом при помощи функциональных клавиш и ниспадающего меню
- 10.4. Вспомогательный инструментарий пакета
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- После изучения главы вы должны знать:
- 11.1. Программы-архиваторы
- 11.2. Программы обслуживания магнитных дисков
- Проблема фрагментации дисков
- 11.3. Антивирусные программные средства
- Программы обнаружения и защиты от вирусов
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глaba12. Операционные системыwindows95 иwindows98
- После изучения главы вы должны знать:
- 12.1. Концепция операционных системwindows95 иwindows98
- 32-Разрядная архитектура
- 12.2. Объектно-ориентированная платформаwindows
- Назначение Рабочего стола
- 12.3. Организация обмена данными
- Внедрение объекта
- 12.4. Программные средстваwindows98
- Комплекс программ Связь
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 13. Текстовый процессор
- 13.1. Базовые возможности
- 13.2. Работа с текстом
- 13.3. Работа издательских систем
- После изучения главы вы должны знать:
- 13.1. Базовые возможности
- 13.2. Работа с текстом
- 13.3. Работа издательских систем
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 14. Табличный процессор
- 14.1. Основные понятия
- 14.2. Функциональные возможности табличных процессоров
- 14.3. Технология работы в электронной таблице
- После изучения главы вы должны знать:
- 14.1. Основные понятия
- Окно, рабочая книга, лист
- Перемещение формул
- 14.2. Функциональные возможности табличных процессоров
- Команды для работы с электронной таблицей как с базой данных
- 14.3. Технология работы в электронной таблице
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 15. Система управления базой данных
- После изучения главы вы должны знать:
- 15.1. Основные понятия
- 15.2. Реляционный подход к построению инфологической модели
- 15.3. Функциональные возможности субд
- 15.4. Основы технологии работы в субд
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 16. Интеллектуальные системы
- 16.1. Введение в искусственный интеллект
- 16.2. Экспертные системы: структура и классификация
- 16.3. Технология разработки экспертных систем
- После изучения главы вы должны знать:
- 16.1. Введение в искусственный интеллект
- История развития искусственного интеллекта в России
- 16.2. Экспертные системы: структура и классификация
- 16.3. Технология разработки экспертных систем
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 17. Инженерия знаний
- 17.1. Теоретические аспекты получения знаний
- 17.2. Практические методы извлечения знаний
- 17.3. Структурирование знаний
- После изучения главы вы должны знать:
- 17.1. Теоретические аспекты получения знаний
- 17.2. Практические методы извлечения знаний
- 17.3. Структурирование знаний
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 18. Создание программного продукта
- 18.1. Методология проектирования программных продуктов
- 18.2. Структурное проектирование и программирование
- 18.3. Объектно-ориентированное проектирование
- После изучения главы вы должны знать:
- 18.1. Методология проектирования программных продуктов
- Этапы создания программных продуктов
- 1. Составление технического задания на программирование
- 2. Технический проект
- 3. Рабочая документация (рабочий проект)
- 4. Ввод в действие
- 18.2. Структурное проектирование и программирование
- 18.3. Объектно-ориентированное проектирование
- Методика объектно-ориентированного проектирования
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- После изучения главы вы должны знать:
- 19.1. Автоматизация работы пользователя в средеmicrosoftoffice
- 19.2. Создание приложений на языкеvisualbasicforapplications
- 19.3. Реляционные языки манипулирования данными
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Макарова Наталья Владимировна
- Матвеев Леонид Анатольевич
- Бройдо Владимир Львович и др.
- Информатика
- 101000, Москва, ул. Покровка, 7
- Глава 13. Текстовый процессор 425