Kérdések és válaszok # 3 - Gyakorlat + Fogyás (2021. február)

fogyás

A szuperszámítógépek éhesek a hatalomra. A Titan - az ország leggyorsabb szuperszámítógépe -, Tennessee-ben található, évente mintegy 8 megawatt áramot fogyaszt. Cserébe másodpercenként kvadrillon számítást old meg. Emberek ezrei használják az Oak Ridge-hez vezető számítástechnikai létesítményen és két másik DOE Office of Science szuperszámítógépen, amelyek olyan eseményeket szimulálnak, amelyeket lehetetlen, nem praktikus vagy túl veszélyes bármilyen más módon felfedezni - a vulkánoktól a kitöréseken át a szupernóváig.,

Ezek a számítógépek és elődeik, amelyek közül néhány 40 éve létezik, a Nobel-díj áttöréséhez vezettek. De az Energiatanácsadó Bizottság jelentése szerint ez nem elég. Az Exaskale rendszer, egy radikális ugrás, amely képes megoldani a kvintmilliárd/másodperc kiszámítását, szükséges a világ előtt álló fennmaradó hatalmas, de még mindig árnyékos problémák megoldásához.

A nagyobb számítási teljesítmény azonban gyakran magasabb elektromos számlákat jelent. "Mint bárkinek, akinek energiadíjat kell fizetnie, én is megengedhetem magamnak, hogy ezeket a gépeket a nemzet számára működtessem" - mondta Barbara Helland, a Tudományos Hivatal Fejlett Kutatási Számítástechnikai Irodájának berendezésigazgatója.

Nem is olyan régen egyesek úgy gondolták, hogy az exaskale rendszereknek saját erőművekre lesz szükségük. 2008-ban egy kilégzéssel ellátott számítógép várhatóan 1000 megawattot hajlított meg egy év alatt. A tudósok szigorú diétára helyezték a szuperszámítógépeket. Az új előrejelzések 20 megawatt körüli értéket eredményeznek, ami 100-szor gyorsabb, de csak 1,5-szeres energiát használó szuperszámítógépekhez vezet.

Hogyan volt lehetséges egy ilyen diéta? Ha irodája neve tartalmazza az "energia" és a "tudomány" szavakat, akkor vállalkozókkal, kutatókkal és másokkal dolgozik számítógépes ínyencek, nem pedig ínyencek elkészítésében.

A videojátékok és az emberek csökkentik az energiafogyasztást. A számítógép intelligens kialakítása energiát takarít meg és növeli a számítási teljesítményt. A Titan egy videojátékok által optimalizált eszközt használ: egy grafikus egységet. Minden egység összezúzza a számokat anélkül, hogy visszatérne a többjegyű memóriába. Ez a különbség a jól felszerelt konyhában történő főzés és az oregánóboltba való belépés között.

Minden DOE szuperszámítógéphez tartozik egy felhasználói támogató csoport is: olyan szakértők, akik segítenek a felhasználóknak kihozni a rendelkezésre álló időt. Amikor egy valós eseményt - amely a másodperc töredéke alatt történik - szimulálnak egy szuperszámítógépen egész napos erőfeszítéssel, működő villanyórával, a hatékonyság komoly kérdés.

Hideg kortyok és óceáni szellők hűvös szuperszámítógépeket jelentenek. Ezek a kosárlabda méretű rendszerek elvezetik a hőt. Az illinoisi Argonne Leadership Computing létesítményben a szuperszámítógépes rendszerek, mint a Mira és kohorszai, közvetlenül hűlnek. Ahelyett, hogy először lehűtné a légáramlást, majd a számítógép állványaiba fújná, Mira közvetlenül az állványokon átfutó rézcsöveken keresztül vonzza a hőt. Az eredmény? Sokkal kevesebb energia, mint a kevésbé közvetlen módszerek.

További bónuszként a közvetlen hűtés lehetővé teszi több processzor beilleszkedését az egyes állványokba, és felejthetetlen előnyt kínál. A memóriából a processzorokba továbbított adatok távolsága rövidebb. Tehát ha a szakácsnak tészta kell, az a konyhában van, nem a városban. Rövidebb távolságú adatok haladásával a processzor gyorsabban képes megoldani a problémát és továbblépni. Ez az előny elősegítette Mire számára, hogy helyet foglaljon a világ 500 legerősebb szuperszámítógépének listáján.

A kaliforniai National Science Computing Center for Energy Research alacsonyabb energiaszámláinak óceáni szellője és látványos kilátása van. A 2015-ben megnyílt üdülőhely új otthoni csók a San Francisco-öböl felett. Az épület két szuperszámítógépet hűvös szellőben játszódik: Edison és Cori. A hidegebb levegő forró levegőt juttat az irodákba, és energiafeltöltést eredményez, amely kb.

Szükség van egy anyára. Minden teljesítmény-fejlesztés, amely nagyobb energia hozzáadásával kiküszöbölhető a szuperszámítógépekből, már rég kimerült. Az új szuperszámítógépek olyan új képességeket követelnek meg, amelyek elegáns és hatékony partnert biztosítanak a tudósoknak az új felfedezések során, például a csúcsnak nevezett, fejlődő szuperszámítógéppel, amely az elkövetkező néhány évben érkezik az Oak Ridge National Lab-hoz.

"Ha a találmányok anyja szükségszerűség, hamarosan találunk néhány találmányt" - mondta Susan Coghlan, az Argonne Leadership Computing Facility igazgatóhelyettese.