5.5. Суперэвм
К суперЭВМотносятся 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 S1MD - 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.
Рис. 5.7.Условные структуры вычислительных систем:
а - SISD (однопроцессорная),б - MISD (конвейерная);
в- S1MD (векторная);г- MIMD (матричная)
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 l 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.
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 архитектура Cray Электроника СС БИС; оригинальные разработки: ЕС1191, 1195, 1191.01, 1191.10, Эльбрус 1, 2, 3, ЗБ. Разработка ЕС1191 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 EC1191.10 с ожидаемой производительностью 2000 MFLOPS.
- Информатика Информатика: Учебник / Под ред. Проф. Н.В. Макаровой - м.: Финансы и статистика -2006. - 768 с. Www.Stu.Ru/inform/ Содержание
- 1. Основы информационной культуры
- 1.1. Информатизация общества
- 1.1.1. Представление об информационном обществе Роль и значение информационных революций
- Как понимают ученые информационное общество
- 1.1.2. Роль информатизации в развитии общества Что такое процесс информатизации общества
- 1.1.3. Опыт информатизации и перспективные идеи
- 1.1.4. Об информационной культуре
- 1.2. Информационный потенциал общества
- 1.2.1 Информационные ресурсы
- 1.2.2. Информационные продукты и услуги
- Рынок информационных продуктов и услуг
- История развития рынка информационных услуг
- 1.2.3. Правовое регулирование на информационном рынке
- 1.3. Информатика – предмет и задачи
- Структура информатики
- 2. Измерение и представление информации
- 2.1. Информация и ее свойства
- 2.1.1. Информация и данные
- 2.1.2. Формы адекватности информации
- 2.1.3. Меры информации Классификация мер
- Синтаксическая мера информации
- Семантическая мера информация
- Прагматическая мера информации
- Мера информации Единицы измерения
- Качество информации
- 2.2. Классификация и кодирование информации
- 2.2.1. Система классификации Общие сведения
- Иерархическая система классификации
- Фасетная система классификации
- Дескрипторная система классификации
- Система кодирования
- Классификационное кодирование
- Классификация информации по разным признакам
- 3.Информационные системы и технологии
- 3.1. Информационные системы
- Общее представление Понятие информационной системы
- Этапы развития информационных систем
- Период времени
- Процессы в информационной системе
- Что можно ожидать от внедрения информационных систем
- Роль структуры управления в информационной системе Общие положения
- Структура управления организацией
- Персонал организации
- Прочие элементы организации
- Примеры информационных систем
- 3.2. Структура и классификация информационных систем
- Информационное обеспечение
- Техническое обеспечение
- Математическое и программное обеспечение
- Организационное обеспечение
- Правовое обеспечение
- Классификация информационных систем по признаку структурированности задач Понятие структурированности задач
- Классификация информационных систем по функциональному признаку и уровням управления Что означает функциональный признак
- Типы информационных систем
- Информационные системы оперативного (операционного) уровня
- Информационные системы специалистов
- Информационные системы для менеджеров среднего звена
- Стратегические информационные системы
- Прочие классификации информационных систем
- 3.3. Информационные технологии
- Новая информационная технология
- Инструментарий информационной технологии
- Как соотносятся информационная технология и информационная система
- Составляющие информационной технологии
- Этапы развития информационных технологий
- Проблемы использования информационных технологий Устаревание информационной технологии
- Методология использования информационной технологии
- Выбор вариантов внедрения информационной технологии в фирме
- 3.4. Виды информационных технологий
- Основные компоненты
- Информационная технология управления Характеристика и назначение
- Основные компоненты
- Автоматизация офиса Характеристика и назначение
- Основные компоненты
- Характеристика и назначение
- Основные компоненты
- Характеристика и назначение
- Основные компоненты
- 4.1. Информационно-логические основы построения
- 4.2. Функционально-cтруктурная организация
- Основные блоки пк и их назначение
- Внутримашинный системный интерфейс
- Функциональные характеристики пк
- 4.3. Микропроцессоры
- 4.4. Запоминающие устройства пк
- 4.5. Основные внешние устройства пк
- 5. Состояние и тенденции развития эвм
- 5.1. Классификация эвм Классификация эвм по принципу действия
- 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
- 6.1. Коммуникационная среда и передача данных назначение и классификация компьютерных сетей
- Аппаратная реализация передачи данных
- Звенья данных
- 6.2. Архитектура компьютерных сетей
- Эталонные модели взаимодействия систем
- Протоколы компьютерной сети эталонные модели взаимодействия систем
- Протоколы компьютерной сети
- 6.3. Локальные вычислительные сети
- Типовые топологии и методы доступа лвс
- Объединение лвс
- 6.4. Глобальная сеть internet
- Представление о структуре и системе адресации
- 7. Офисная техника
- 7.1. Классификация офисной техники
- 7.2. Средства изготовления, хранения, транспортирования и обработки документов
- Организационные автоматы
- Диктофонная техника
- Средства хранения документов
- Средства транспортирования документов
- Средства обработки документов
- 7.3. Средства копированияи размножения документов
- Средства копирования документов
- Средства оперативной полиграфии
- 7.4. Средства административно-управленческой связи
- Каналы связи
- Классификация систем административно-управленческой связи
- Системы передачи недокументированной информации
- Радиотелефонная связь
- Системы передачи документированной информации
- 7.5. Компьютерные системы в оргтехнике
- Системы управления электронными документами
- Компьютерные системы административно-управленческой связи системы управления электронными документами
- Компьютерные системы административно-управленческой связи
- 8. Состояние и тенденции развития программного обеспечения
- Характеристика программного продукта
- Жизненный цикл программного продукта.
- Защита программных продуктов. Основные понятия о защите программных продуктов.
- 8.2. Классификация программных продуктов.
- Системное программное обеспечение.
- Минимальный состав системного программного обеспечения современных персональных компьютеров.
- Инструментарий технологии программирования.
- Средства для создания приложений.
- Пакеты прикладных программ.
- Проблемно-ориентированные ппп.
- Ппп автоматизированного проектирования.
- Офисные ппп.
- Операционные системы windows 95 и windows 98
- Требования к аппаратной части
- 32-Разрядная архитектура
- Вытесняющая многозадачность и многопоточность
- Графический пользовательский интерфейс
- Подключение новых периферийных устройств по технологии Plug and Play
- Использование виртуальной памяти
- Совместимость с ранее созданным программным обеспечением
- Наличие коммуникационных программных средств
- Сетевые средства операционной системы Windows 95 позволяют:
- Наличие средств мультимедиа
- Концепция операционной системы windows 98
- Интеграция с глобальной сетью Интернет
- Повышение надежности и качества управления
- Повышение производительности
- 12.2. Объектно - ориентированная платформа windows
- Объекты файловой системы - файл и папка Объект - файл
- Объект - папка
- Назначение ярлыка
- Иерархическая структура подчиненности папок
- Объекты пользовательского уровня - приложение и документ
- Пользовательский графический интерфейс windows Основные понятия
- Формы указателя мыши при работе с объектами
- Окна приложения и документа
- Диалоговое окно
- Назначение Рабочего стола
- 12.3. Организация обмена данными
- Понятие составного документа
- Обмен данными перетаскиванием объекта мышью
- Обмен данными через буфер Роль буфера обмена
- Технология обмена данными через буфер
- Технология внедрения и связывания объектов ole
- Внедрение объекта
- Связывание объекта
- Программа работы с изображениями Imaging.
- Комплекс программ мультимедиа Развлечения
- Комплекс программ Связь
- Стандартные приложения служебного назначения
- Очистка диска
- Проверка диска
- Дефрагментация диска
- Мастер обслуживания дисков