Самый мощный компьютер в мире

Загадки и тайны персонального компьютера! Вот уже более 15 лет, как персональный компьютер (ПК) прочно вошел в нашу жизнь. Еще в начале 90-х годов прошлого века мы и представить себе не могли, что это за зверь такой, как он выглядит, и как им пользоваться. Но прошло пять-шесть лет, и с середины девяностых годов эта техника стабильно обосновалась и на работе, и в быту, и на отдыхе.

И сейчас, в начале XXI века, каждый из нас рано или поздно приходит к такому моменту, когда нужно идти в магазин и приобретать персональный компьютер для дома. Однако большинство пользователей уже умеющих работать на компьютере, как правило, плохо представляют, как работает эта техника, что она из себя представляет и для чего предназначен тот или иной компьютер. Зачастую это незнание приводит к разочарованию в купленной вещи: у кого то после двух месяцев использования компьютер начинает «тормозить» и «зависать», потом вдруг сам по себе отключается или перезагружается, а программы в свою очередь не устанавливается вообще.… Вот давайте и разберемся, почему и от чего так случается, как этого избежать, и вообще: что такое персональный компьютер. Для начала немного истории и интересных фактов из «жизни» компьютеров…

Самый первый компьютер в истории человечества

Конрад Цузе – студент Берлинского Технического Университета, получив в 1935 году диплом архитектора, даже предположить не мог, что в мировой истории его имя останется, как имя первого человека, который создал не только первый в мире компьютер, но и первый в мире язык программирования.

Еще, будучи студентом, Конрад задумывался, как же упростить громоздкие расчеты сопротивления и напряжения материалов при строительстве мостов и других сложных сооружений. Окончив университет, молодой человек, чуть более года отработав в компании по производству самолетов «Хейнкель», решил посвятить себя вычислительной технике, и все-таки сделать аппарат, который упростит инженерные и технические расчеты. И уже через два года, (1938г.), на белый свет появилась первая вычислительная машина, работающая на двоичном коде счисления.

Самое интересное, что в эти же годы, в США, на изобретение подобного аппарата работали несколько департаментов, институтов и заводов, а Конрад собрал первый в мире компьютер в квартире своих родителей, практически в одиночку, вложив в его создание сумму которую дали ему взаймы его друзья. Вот так и появился первый в мире компьютер “Z1”. Потом появились “Z2” и “Z3”. К сожалению, все эти компьютеры работали на военную машину третьего рейха и использовались для расчетов при производстве и запуске первых немецких ракет. А вот американцы только в 1943 году смогли запустить в работу свой первый компьютер “MARK-1”.

И вот, более чем через 70 лет после изобретения первого компьютера, покупатель, стоя в магазине, усиленно чешет затылок, решая проблему: «Какой же компьютер приобрести»? Конечно, в каждом компьютерном супермаркете есть продавцы-консультанты, которые могут разъяснить покупателю, какой ПК и для чего ему лучше приобрести. Но все-таки остается, довольно большой процент, что покупателю «втюхают» не то, что надо. Продавцу ведь главное что…? Продать вещь по как можно большей цене. Ведь ему от каждой продажи идет свой процент.

А покупатель, доверившись такому продавцу, выкладывает сумму вдвое большую, чем мог бы заплатить. Почему же? Персональные компьютеры, как и любая другая техника, имеют свое предназначение. Конечно, может быть это сравнение грубое, но человек решивший приобрести автомобиль для поездок на отдых или дачу, не будет покупать грузовик, он приобретет легковую машину. И проще в обслуживании, и дешевле. Вот и у каждого ПК есть свое предназначение. В зависимости от того, детали какой мощности и производительности установлены внутри ПК, их конфигурация бывает разной: для офисной работы; для игр; для работы с видео; для работы с изображениями (фото, иллюстрации); для программирования; есть еще компьютеры, предназначенные для военных, служб безопасности и специализированных расчетов (астрофизических вычислений, прогнозов погоды и т.д.), но эти компьютеры вряд ли заинтересуют простого потребителя, которому явно не понадобится самый мощный компьютер в мире, установленный в национальной лаборатории Лос-Аламоса (США).

Стоит он дороговато – $133 миллиона, да и площадь занимает слишком большую: более одного квадратного километра. От того, для какой цели приобретается ПК, зависит и конфигурация внутренних деталей и программное обеспечение, устанавливаемое на компьютер. О программном обеспечении мы поговорим чуть ниже, а сейчас затронем основную тему нашей статьи!

Самые мощные компьютеры в мире

И так друзья, выделить какой то один супер компьютер в рамках нашего обзора, было бы не совсем справедливо! Так как на сегодняшний день, в мире существует целых три компьютера, претендующих на звание «Самый мощный компьютер в мире». И сегодня речь пойдет именно о них. И так.., встречаем: Jaguar, Roadrunner, Titan.

Jaguar - это в первую очередь коренной американец, имеющий в своей структуре независимо работающие вычислительные ячейки в составе двух разделов: XT4 (7832 ячейки) и XT5 (18688 ячейки). Каждая ячейка раздела XT5 содержит два шести ядерных процессора AMD Opteron 2356, частотой 2.3Ггц, 16 Гб оперативная память DDR2, и роутер SeaStar 2+. Производительность такого устройства составляет 1.38 Петафлопс, а дисковое пространство равняется 6-ти Петабайтам. Раздел XT4 в свою очередь имеет более скромные показатели своих составных частей. Например каждая ячейка этого раздела содержит только один шести ядерный процессор, частотой 2,1Ггц, оперативную память в размере 8Гб и роутер SeaStar 2. Стоит отметить, что Jaguar работает на собственной операционной системе, именуемой Cray Linux Environment.

Что такое петафлоп в секунду.., спросите вы?! Это миллион миллиардов операций за указанный промежуток времени. Детище IBM, суперкомпьютер Roadrunner, достиг величины 1,376 Петафлоп/сек. Этот компьютер построен по кластерной архитектуре. То есть он состоит из огромного числа абсолютно одинаковых элементов включенных параллельно, что обеспечивает решение задач с большим количеством однотипных вычислений.

Roadrunner управляется операционной системой Linux, которая может работать на аппаратной платформе AMD 64. Она поддерживает одно и двух процессорные системы с памятью до 16 Gb. Базовым элементом архитектуры компьютера является модуль Tri Blade. Физически модуль состоит из четырёх плат: две платы LS21 содержат четыре двухъядерных процессора; opteron AMD Dual Core и 16Gb памяти по 4 Gb на ядро; одна плата QS22 содержит два процессора Power X Сell 8i и 8Gb памяти по 4 Gb на процессор; плата расширения объединяет процессорные платы между собой и обеспечивает связь с другими модулями.

Внешне Roadrunner представляет собой 278 стоек, в которых размещены: 6120 процессоров Opteron на 3060 платах LS21 с памятью 49 Gb; 12 240 процессоров Cell на 6120 платах QS22 с памятью на 49 Gb; 204 узла Input – Output; 26 288 маршрутизаторов ISR 2012.

Cуперкомпьютер Cray XK 7 – Titan представляет собой модернизацию компьютера “Jaguar” и после завершения работ показал уникальную скорость операций. Она достигла 17,59 Петафлоп/сек. Titan состоит из 18 688 узлов. Каждый узел содержит:

• 16 ядерный процессор AMD Opteron 6274/76.
• Контроллер оперативной памяти 32 Gb.
• Графический ускоритель NVIDIA Tesla K 20 X содержащий 2688 ядер и 6 Gb оперативной памяти.

Конструктивное решение, позволившее достичь такой скорости вычислений, было нетрадиционным и очень удачным: включить в параллель 18 688 16 ядерных процессоров Opteron 6274 и 18 688 графических процессоров NVIDIA скорость работы, которых намного больше. Применение графических ускорителей, обеспечивает порядка 88 % всей мощности компьютера. Вся электронная начинка размещена в 208 шкафах, к которым подведена система водяного охлаждения.

• Общее количество ядер основных процессоров 560 640.
• Оперативная память 710 Tb.
• Titan управляется операционной системой Linux.
• Тактовая частота компьютера 2,2 ГГц.

Для хранения данных компьютер имеет в своём распоряжении систему Spider II с суммарной ёмкостью 40 петабайт.

Составные части современного ПК

Сам же ПК состоит из системного блока и монитора. Это основные составляющие ПК. В системном блоке находятся: материнская плата - на эту плату монтируются все устройства, отвечающие за работу ПК. Процессор – мозг компьютера. Чем мощнее процессор, тем больше операций он может производить. Оперативная память – отвечает за быстроту работы процессора и обмен с ним информацией. Видеокарта – устройство, которое передает изображения из памяти компьютера непосредственно на монитор. Звуковая карта - отвечает за обработку звука и работу акустической системы ПК.

Вентилятор и радиатор (кулер, сленг.) – устройство, отвечающее за охлаждение всей системы ПК HDD (жесткий диск) – устройство на котором хранится вся информация компьютера DVD – привод – устройство позволяющее записывать информацию на диски и просматривать или считывать с них информацию. Одной из самых дорогих конфигураций ПК является игровая конфигурация. Если конечно играть не в простой тетрис или шахматы, а как говорят сами «геймеры» (game (англ.) – игра) в «стрелялки» или «бродилки», требующие мощной конфигурации ПК.

Но в любом случае, искать самый мощный компьютер в мире для игр это не разумно. Для того, что бы приобрести ПК для игр вполне хватит $1 500 – 3 000. Для того что бы компьютер работал нормально на него нужно установить программное обеспечение (ПО), в простонародье именуемое «программа». Купив компьютер без ПО, потребитель, включив его, увидит на экране монитора вот такую надпись: «On your PC software is not installed». Переводится она следующим образом: «На вашем ПК не установлено программное обеспечение».

Программное обеспечение, так же как и детали, внутри компьютера, выполняет различные функции и делится на следующие виды: Системное ПО – операционные системы и программы для диагностики, обслуживания и поддержки нормальной работы ПК. Самая известная на данный момент операционная система - Microsoft Windows. Это система, включающая в себя комплекс программного обеспечения для управления ПК и создания интерфейса между устройствами компьютера и монитором.

Прикладное ПО – условно делится на универсальное и специализированное. Специализированное ПО – это комплекс программ позволяющих обеспечить нормальную работу ПК. Сюда можно включить антивирусные программы, программы позволяющие пользователю производить очистку компьютера от «мусора» (лишних файлов и ключей реестра), программы, предназначенные для работы с сетью, языками программирования. Универсальное ПО предназначено для обработки текста, изображений, видео, записи информации на носители и т.п.

В любом случае, прежде чем приобретать компьютер, стоит найти человека (знакомого, или знакомого знакомых), который хорошо разбирается в конфигурации ПК и программном обеспечении. И уже с ним идти в магазин. Даже если этот знакомый потребует, в разумных пределах, оплату своих услуг, покупатель все равно сэкономит определенную сумму. Ведь такой консультант не заинтересован в получении процентов от продажи. А у продавца свой интерес есть.