Siêu máy tính cấu trúc

Chia sẻ: Lê Văn Vương | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

169
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong thời gian gần đây chắc hẳn các bạn cũng được nghe nói nhiều về cụm từ siêu máy tính, hay supercomputer. Đây là một loại máy tính rất khác với những chiếc desktop, laptop mà bạn sử dụng hằng ngày

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Siêu máy tính cấu trúc

31 Một phần nhỏ của siêu máy tính Blue Gene/P của IBM Trong thời gian gần đây chắc hẳn các bạn cũng được nghe nói nhiều v ề c ụm t ừ siêu máy tính, haysupercomputer. Đây là một loại máy tính rất khác với những chiếc desktop, laptop mà bạn sử dụng hằng ngày. Nó có kích thước to hơn, sức mạnh vượt trội hơn rất nhiều lần so với các máy tính cá nhân. Cũng chính vì thế mà siêu máy tính không bao gi ờ được dùng để soạn văn bản, chơi game pikachu mà người ta áp dụng nó vào vi ệc nghiên cứu khoa học, xử lí, tính toán phức tạp. Vậy siêu máy tính là gì, cấu t ạo nó ra sao và ng ười ta dùng nó vào việc gì? Lịch sử siêu máy tính Cụm từ siêu máy tính (supercomputer) lần đầu tiên xuất hiện trong m ột bài báo c ủa t ờ New York World vào năm 1929 dùng để chỉ các bảng tính kh ổng l ồ mà IBM thi ết l ập ở Đại học Columbia. Những 1960, kiến trúc siêu máy tính được m ột k ĩ sư ng ười Mỹ tên là Seymour Cray làm việc cho tổ chức Control Data Corporation (CDC) thi ết k ế và chi ếc CDC 6600 ra mắt năm 1964 được xem là supercomputer đầu tiên của thế giới. Seymour Cray được tôn vinh là cha đẻ của siêu máy tính. Sau đó một thời gian, Cray muốn rời CDC cùng v ới m ột s ố đồng nghi ệp nh ưng b ị CEO William Norris của công ty này từ chối vì Cray đang làm vi ệc trên m ột d ự án cho H ải quân Mỹ. Mãi đến năm 1972 Cray mới thực hiện được ý định này và ông đã lập ra công ty riêng mang tên Cray Research. Sau này Cray Research đổi tên thành Cray Inc. và đây là m ột trong những hãng cung cấp siêu máy tính hàng đầu thế giới ở th ời điểm hi ện t ại. Tại công ty riêng của mình, vào năm 1976, Cray đã công b ố chi ếc supercomputer Cray-1 với CPU80MHz và nó là một trong những siêu máy tính được người ta biết đến nhiều nh ất.
Tới năm 1985, Cray-2 ra mắt với 8 vi xử lí. Hệ thống này được làm mát b ằng ch ất l ỏng và chất flourinert do 3M sản xuất. Cỗ máy này có t ốc độ tính toán 1,9 gigaflops và nó chính là siêu máy tính nhanh nhết thế giới đến tận những năm 1990. Siêu máy tính Cray-1 với thiết kế hình trụ, đảm bảo khoảng cách giữa vi xử lí với các thành phần khác trong hệ thống là đều nhau Nếu như những chiếc siêu máy tính của năm 1980 chỉ dùng vài CPU thì đến n ăm 1990, siêu máy tính đã được trang bị hàng nghìn bộ vi xử lí và chúng b ắt đầu xu ất hi ện nhi ều ở Mỹ, Nhật. Kể từ đây, tốc độ tính toán của loại máy tính này b ắt đầu tăng v ọt m ột cách nhanh chóng. Ví dụ như chiếc siêu máy tính dùng trong h ầm gió c ủa Fujitsu s ử d ụng 166 vi xử lí vector* với tốc độ 1,7 gigaflops mỗi chip vào năm 1994. Hai năm sau đó, đến l ượt máy Hitachi SR2201 với tốc độ 600 gigaflops có được nhờ 2048 b ộ x ử lí cũng đã làm cho cả thế giới kinh ngạc. Intel cũng có siêu máy tính Paragon của mình v ới kho ảng 1000 đến 4000 chip i860 và nó từng đạt danh hiệu nhanh nhất thế giới vào năm 1993. *Vi xử lí vector là CPU được tích hợp các bộ chỉ dẫn đặc biệt để có thể hoạt động trong mảng dữ liệu 1 chiều. CPU vector có thể tăng đáng kể hiệu năng ở m ột s ố tác v ụ nh ất định, đặc biệt là trong lĩnh vực giả lập số hoặc và thực thi các tác v ụ gi ống nhau. CPU
vector phổ biến trong những năm 1970-1980 nhưng ngày nay nó đã g ần như bi ến m ất hoàn toàn. Đến ngày hôm nay, siêu máy tính dần xuất hiện nhiều h ơn và nó cũng có m ặt trên nhi ều quốc gia hơn. Hệ điều hành, kiến trúc cũng như phần cứng dùng trong siêu máy tính cũng theo đó thay đổi rất nhiều so với vài chục năm trước. Một số tủ thuộc Titan, siêu máy tính mạnh nhất tính đến thời điểm viết bài này Kiến trúc và phần cứng siêu máy tính A. Kiến trúc Cách thức người ta thiết kế siêu máy tính đã thay đổi rất nhi ều trong th ời gian g ần đây. Những chiếc supercomputer thuở đầu của Seymour Cray hoạt động dựa trên kĩ thu ật tính toán song song và thiết kế nhỏ gọn để có thể đạt được hiệu năng tính toán cao. Nói thêm về điện toán song song (parellel computing), đây là khái niệm dùng để ch ỉ vi ệc sử dụng một số lượng lớn CPU để thực hiện một bộ các phép tính nào đó. T ất c ả các
phép tính sẽ được thực thi song song nhau. Có hai cách mà người ta thường áp dụng : 1. Sử dụng một mạng lưới nhiều máy tính phân tán ở nhiều n ơi để xử lí s ố li ệu (grid computing), và phân tán ở đây có nghĩa là khoảng cách địa lý của chúng t ương đối xa nhau. Thường thì khi một chiếc máy tính trong mạng lưới được chạy lên, nó sẽ ngay l ập tức trở thành một phần của hệ thống tính toán song song, và càng nhiều máy tính tham gia thì tốc độ xử lí sẽ nhanh hơn. Có một máy chính (Control Node) n ằm ở gi ữa làm nhi ệm v ụ điều khiển và phân bổ tác vụ cho các máy con. Còn có hai cách nh ỏ thu ộc d ạng này, chúng ta sẽ tìm hiểu thêm ở bên dưới. 2. Sử dụng một lượng lớn CPU đặt gần nhau, và người ta gọi đây là computer cluster và đây là kiểu điện toán tập trung. Những CPU này thường nằm trong nhi ều máy tính gi ống nhau, lân cận nhau (gọi là các node, node card hay computer node) và chúng được k ết n ối nhằm tạo ra một hệ thống lớn hơn, hoàn chỉnh hơn. Người ta xem c ả hệ th ống nh ư m ột siêu máy tính duy nhất. Với biện pháp này, các nhà thiết kế c ần đảm bảo r ằng tốc độ cũng như tính linh hoạt nội liên kết giữa các máy tính phải đủ đáp ứng yêu c ầu công vi ệc. Theo số liệu từ TOP500, số siêu máy tính cluster hiện chiếm đến 82,2% th ị ph ần siêu máy tính toàn cầu. Siêu máy tính IBM Blue Gene/Q sử dụng dạng cluster.
Từ các vi xử lí, các nhà sản xuất/cung ứng siêu máy tính sẽ tích hợp nó lên m ột chiếc "computer card" với RAM và có thể có thêm nhiều linh kiện khác để tạo ra một chiếc máy tính gần hoàn chỉnh. Nhiều computer card gắn vào một khay, sau đó các khay l ại tiếp được bỏ trong những tủ chứa (rack). Nhiều rack sẽ cấu thành một hệ thống siêu máy tính hoàn chỉnh Ngoài ra còn có siêu máy tính dạng Massively Parallel Processors (MPP), t ức là m ột máy tính bự nhưng có hàng nghìn CPU và thanh RAM trong đó. Chúng được nối v ới nhau theo một chuẩn mạng đặc biệt tốc độ siêu cao chứ không xài các th ứ ph ổ thông nh ư cluster. Ngoài ra, mỗi CPU sẽ có bộ nhớ riêng của nó và m ột b ản sao h ệ điều hành/ ứng d ụng riêng. MPP hiện chiếm 17,8% thị phần siêu máy tính, theo TOP500. Siêu máy tính IBM Blue Gene/L (đứng thứ 5 thế giới vào năm 2009) được thiết kế dạng MPP.
B. Phần cứng Như đã nói ở trên, vào những năm 1970 thì siêu máy tính chỉ dùng m ột s ố ít b ộ x ử mà thôi. Nhưng đến những năm 1990, số CPU của nó đã lên đến hàng nghìn và ở th ời điểm hi ện tại, số CPU vài chục nghìn là chuyện hết sức bình thường đối v ới m ột siêu máy tính. Ở các siêu máy tính dạng cluster, người ta thường ghép nhiều "nút" (node) nh ỏ lại v ới nhau để tạo ra một hệ thống lớn như hình bạn đã thấy ở ngay bên trên. M ỗi m ột nút nh ư thế có thể xem là một chiếc máy tính gần như hoàn chỉnh v ới m ột ho ặc nhiều CPU, GPU, nhiều thanh RAM, quạt tản nhiệt và một số thành phần khác n ữa. Các nút s ẽ được k ết n ối với nhau theo nhiều cách, có thể là dùng cáp đồng bình th ường, cũng có th ể là chuy ển sang dùng cáp quang để đảm bảo băng thông tốt hơn. Sức mạnh của siêu máy tính s ẽ là sức mạnh tổng hợp từ tất cả các node lại với nhau.
Kết nối dây nhợ trong siêu máy tính Titan Trong các hệ thống siêu máy tính, người ta cũng cần đến ổ lưu trữ, và các ổ HDD, SSD này không nằm trong máy (device attached storage - DAS) nh ư trên PC. Thay vào đó, chúng thường được bố trí trong một tủ riêng (storage area network - SAN), có k ết n ối mạng riêng và dung lượng cũng rất "khủng". Giờ đây, ngoài CPU đơn thuần, người ta còn sử dụng thêm các GPGPU (general purpose graphic processor unit) để tăng cường sức mạnh cho siêu máy tính. T ừ tr ước đến nay chúng ta biết GPU được sử dụng để dựng hình ảnh, xử lí những thứ liên quan đến đồ họa, nhưng ngoài ra chúng còn có thể xử lí số liệu và làm m ột s ố công vi ệc t ương t ự nh ư CPU. Hiện nay giá thành của các GPGPU đã giảm, hiệu suất l ại tăng cao nên ngày càng nhi ều siêu máy tính "nhờ vả" vào linh kiện này để tăng s ức mạnh nh ưng vẫn đảm b ảo chi phí không bị đội lên quá nhiều. Siêu máy tính mạnh nhất thế giới (tính đến 23/5/2013) mang tên Titan đặt ở Mỹ cũng dùng 18.688 GPU NVIDIA TeslaK20 bên cạnh 18.688 CPU AMD Opteron 16 nhân, như vậy tổng số nhân CPU của máy là 299.008, m ột con s ố kh ổng l ồ so với máy tính chỉ 2 hay 4 nhân.
Một node của siêu máy tính Titan, trong này có 4 CPU AMD Opteron 16 nhân và 4 GPU NVIDIA Tesla K20 (kiến trúc xây dựng là Kepler). RAM mỗi node là 32GB, cộng với 6GB bộ nhớ GDDR5 của card đồ họa nữa. Tổng cộng có 710 Terabyte bộ nhớ trong Titan. Thực chất việc sử dụng GPGPU để tăng cường cho CPU vẫn còn là m ột vấn đề đang được các nhà khoa học bàn cãi. Nhiều người cho r ằng việc b ổ sung GPGPU đúng là có giúp siêu máy tính trở nên mạnh hơn và ghi được điểm benchmark cao h ơn, tuy nhiên khi đưa vào thực tế thì người ta phải bỏ rất rất nhiều công sức tính chỉnh phần mềm để có thể vắt sạch sức mạnh của kiến trúc kết hợp này.
Cấu trúc của hãng Cray dùng trong Titan là sự kết hợp của cả hai loại Cray XK6 và XE6, trong đó XK6 có hai card NVIDIA đi kèm với RAM bên cạnh CPU AMD Opteron 64 Châu Âu cũng đang phát triển một dự án siêu máy tính dùng CPU Tegra 3 v2 GPU GeForce. Cụ thể, cỗ máy này xử dụng 256 bộ vi xử lí bốn nhân NVIDIA Tegra 3, 256 b ộ xử lí đồ họa GeForce 520MX và 1TB bộ nhớ RAM DDR3 để hoạt động. Với c ấu hình nh ư thế này, máy có thể tính được 38 teraflops trong một giây nh ưng ch ỉ t ốn 1W điện cho m ỗi 7,5 gigaflops. NVIDIA gọi đây là siêu máy tính đầu tiên sử dụng CPU c ủa ARM k ết h ợp v ới GPU của hãng. Dự án nghiên cứu, hợp tác xây dựng siêu máy tính ở Châu Âu mang tên Mont-Blanc hứa hẹn sản phẩm này sẽ hoạt động với hiệu suất cao h ơn t ừ b ốn đến m ười lần các đối thủ siêu máy tính khác vào năm 2014.
Tản nhiệt, tiêu thụ năng lượng Qua nhiều thập kỉ, một trong những vấn đề chính với siêu máy tính d ạng t ập trung đó là
việc tiêu thụ năng lượng và tản nhiệt. Mỗi một chiếc siêu máy tính ăn một lượng điển khổng lồ, và phần lớn trong số đó bị chuyển hóa thành nhi ệt năng. Khi h ệ th ống b ị quá nhiệt có thể khiến hiệu suất giảm đi trầm trọng, tuổi thọ các linh ki ện cũng b ị rút ng ắn đáng kể. Các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều phương án để gi ải quy ết v ấn đề này, chẳng hạn như bơm chất làm mát Flourinert, làm mát bằng chất l ỏng, b ằng không khí, bằng hệ thống lai giữa chất lỏng với không khí. Đặc biệt hệ thống lai này được s ử dụng phổ biến trong các siêu máy tính được cấu thành từ nhi ều t ủ ch ứa. Ngoài ra, m ột s ố siêu máy tính còn sử dụng vi xử lí năng lượng thấp để đương đầu với vấn đề nhiệt độ cao như chiếc Blue Gene của IBM. Chiếc IBM Aquasar còn đặc biệt hơn nữa khi nó s ử d ụng n ước nóng để tản nhiệt và dòng nước đó cũng được dùng để làm ấm cho cả tòa nhà trong mùa lạnh. Hệ thống tản nhiệt bằng nước của Titan Nói thêm về lượng điện sử dụng bởi supercomputer, chúng ta có th ể l ấy dí d ụ nh ư chi ếc
Tianhe-1A của Trung Quốc có công suất 4,04 megawatt, tức là cơ quan ch ủ qu ản ph ải chi ra 400 USD/giờ cho tiện điện và tính cả năm là 3,5 triệu USD. Do đó, vấn đề chi phí khi vận hàng siêu máy tính cũng là một bài toán ph ức t ạp. Để đo hiệu suất sử dụng năng lượng của siêu máy tính, người ta s ử d ụng con s ố FLOPS trên Watt và chỉ số này càng cao càng tốt, tức là với mỗi Watt điện thì siêu máy tính tính toán được nhiều phép tính hơn. Năm 2008, chiếc Roadrunner của IBM đạt 376 MFLOPS/W. Năm 2010, chiếc Blue Gene/Q đạt 1684 MFLOPS/W. Năm 2011, chi ếc Blue Gene đặt tại New York thì đạt 2097 MFLOPS/W. Còn FLOPS là gì thì mình s ẽ nói đến ở phần bên dưới. Hệ điều hành Từ đầu thế kỉ 20, hệ điều hành sử dụng trong siêu máy tính cũng đã ghi nh ận nhiều s ự chuyển biến, tương tự như cách mà kiến trúc supercomputer thay đổi. Nh ững OS đầu tiên được tùy chỉnh cho từng siêu máy tính một để tăng tốc độ, tuy nhiên điều đó r ất t ốn th ời gian, công sức và tiền bạc. Do đó, trong xu hướng hiện nay, ng ười ra s ẽ dùng nh ững OS chung như Linux cho siêu máy tính chứ không còn xài UNIX nh ư nh ững n ăm 90 n ữa. B ạn có thể nhìn vào biểu đồ ngay bên dưới là thấy ngay xu h ướng chuy ển d ịch này.
Trong số 500 siêu máy tính nhanh nhất thế giới, Linux là hệ điều hành chi ếm s ố l ượng l ớn nhất và việc áp dụng OS nguồn mở này ngày càng được ưa chuộng. Ở th ời điểm vi ết bài, Linux đang chiếm đến 93,8% thị phần siêu máy tính. UNIX cũng là hệ điều hành được s ử dụng trên nhiều siêu máy tính nhưng không phổ biến như Linux và nó đang nắm trong tay 4% thị phần. Windows và BSD cũng có mặt, tuy nhiên số lượng không đáng k ể b ởi chúng không đáng tin cậy như Linux và UNIX, ngoài ra còn có ảnh h ưởng b ởi chi phí b ản quy ền nữa. OS X của Apple trước đây từng được dùng cho siêu máy tính nhưng ch ủ y ếu là trong các supercomputer dạng phân tán. Công cụ phần mềm Vì kiến trúc tính toán song song của siêu máy tính, người ta th ường ph ải áp d ụng các k ĩ thuật lập trình đặc biệt để khai thác hết sức mạnh của nó. Nh ững công c ụ dùng cho vi ệc này là các hàm API như MPI, PVM, VTL, ngoài ra còn có các gi ải pháp ph ần m ềm ngu ồn mở như EBowulf. Trong hầu hết các trường hợp, môi trường PVM và MPI s ẽ dùng cho các
hệ thống dạng cluster, còn OpenMP dùng cho hệ thống có b ộ nh ớ chia s ẻ. Các thu ật toán cũng cần được tối ưu hóa rất nhiều bởi vì siêu máy tính không ch ỉ ch ạy trên m ột mà trên rất rất nhiều CPU, GPU, chưa kể là từng tủ siêu máy tính lại nằm riêng v ới nhau. Các nhà khoa học cũng phải tính tới việc giảm thiểu đến mức thấp nh ất có th ể th ời gian r ỗi c ủa CPU khi đợi dữ liệu từ node khác chuyển sang. Với các siêu máy tính dùng GPGPU, ng ười ta có thêm các mô hình CUDA của NVIDIA để tăng cường hiệu suất máy. Siêu máy tính phân tán Nãy giờ chúng ta nói hơi nhiều về siêu máy tính t ập trung r ồi, gi ờ thì quay sang siêu máy tính phân tán một chút nhé. Ở dạng phân tán, có hai cách thức để tận dụng nhiều máy tính nhỏ, đó là Phương pháp cơ hội (opportunistic) và Ph ương pháp c ận c ơ h ội (quasi- opportunistic). A. Phương pháp cơ hội Đây là một dạng của điện toán grid. Trong phương pháp này, m ột s ố l ượng l ớn máy tính riêng lẻ sẽ tình nguyện phối hợp cùng nhau thành một mạng lưới lớn để thực thi các tác vụ tính toán cũng khổng lồ không kém. Grid computing đã từng giải quyết được nhiều vấn đề cần đến điện toán song song, nhưng nó cũng có hạn chế là không tính được một số tác vụ cổ điển như mô phỏng dòng chảy. Mạng lưới siêu máy tính nhanh nhất tính đến tháng 3/2012 đó là Folding@Home (do đại học Standford phát triển). Nó có sức mạnh 8,1 petaflops và sử dụng các vi x ử lí x86. Trong số đó, 5,8 petaflops được "cống hiến" từ các máy tính v ới nhi ều lo ại GPU khác nhau, 1,7 petaflops thì đến từ các máy chơi game PlayStation 3, s ố còn l ại là do nhi ều CPU đóng góp. Hồi năm 2011, thế giới có grid BOINC với sức mạnh 5,5 petaflops góp từ 480.000 máy tính. Còn trong năm ngoái, Simon Cox đã làm ra một chiếc siêu máy tính với 64 chi ếc Raspberry Pi's. Hệ thống này mang tên Iridis-Pi và có chi phí ch ỉ 2500 B ảng Anh và có b ộ nhớ 1TB (16GB thẻ SD cho mỗi chiếc Raspberry Pi). B. Phương pháp cận cơ hội Điện toán quasi-opportunistic cũng tương tự như điện toán opportunistic, tuy nhiên nó có chất lượng dịch vụ cao hơn nhờ việc tăng cường kiểm soát các tác vụ mà m ỗi máy đơn l ẻ sẽ làm. Nó cũng điều khiển chặt chẽ quá trình sử dụng tài nguyên phân tán. Kèm theo đó còn có một hệ thống thông minh giúp đảm bảo mức độ hiện di ện cũng nh ư m ức độ ổn định của các máy thành viên. Để phương pháp cận cơ hội phát huy hiệu qu ả, các máy tính sẽ cần phải có một "hợp đồng phân bổ tài nguyên" kết hợp v ới nhiều hình th ức liên l ạc, chống lỗi phức tạp. Đo đạc hiệu năng A. Khả năng vs Dung lượng Siêu máy tính được thiết kế để nhắm việc tính toán các phép tính phức t ạp, t ức là capability computing. Điều này có nghĩa là siêu máy tính được s ử d ụng để đưa kh ả n ăng
tính toán lên mức tối đa, từ đó giải quyết một vấn đề trong thời gian ngắn nh ất có th ể. Các phép tính này rất đặc biệt và nó khó đến nỗi những máy tính bình th ường không th ể đảm đương được, ví dụ mô phỏng vụ nổ hạt nhân, dự báo thời tiết, nghiên c ứu lượng t ử... Còn nếu muốn xử lí một dung lượng lớn dữ liệu, người ta không dùng supercomputer mà dùng một loại máy tính gọi là mainframe. Mainframe có th ể đảm được d ữ li ệu đầu vào khổng lồ nhưng các phép tính mà nó chạy không phức t ạp nh ư siêu máy tính. Mainframe có thể dùng để giải quyết nhiều vấn đề nhỏ cùng lúc. Chúng ta s ẽ có m ột bài v ề mainframe riêng, hẹn các bạn khi đó để nói thêm về loại máy tính này. B. Đo đạc hiệu năng siêu máy tính Nếu như ở PC, laptop, tablet, smartphone người ta sẽ tiến hành benchmark để bi ết được sức mạnh của máy thì trên siêu máy tính cũng y nh ư thế. Tuy nhiên, kh ả n ăng tính toán của siêu máy tính được đo bằng FLOPS (FLoating Point Operations Per Second - phép tính dấu chấm động thực hiện trong mỗi giây), trong khi máy tính bình th ường thì đo b ằng MIPS (instructions per second - số chỉ dẫn được thực hiện trong m ỗi giây). FLOPS có th ể được thêm một số tiếp đầu ngữ trong hệ đo lường SI như tera- (TFLOPS, tức 10^12 FLOPS, đọc là teraflops), peta (10^15 FLOPS). Hiện nay các siêu máy tính hàng đầu thế giới đều đã bước sang ngưỡng Petaflops, ví d ụ như chiếc IBM Roadrunner năm 2008 là 1,105 Petaflops, Fujitsu K năm 2011 đạt m ức 10,51 Petaflops, còn chiếc Cray Titan mạnh nhất hiện nay là 17.59 Petaflops. Ng ười ta d ự đoán là chỉ sau khoảng 10 năm nữa, siêu máy tính s ẽ s ớm bước sang hàng Exaflops (10^18 FLOPS) vì công nghệ của CPU và GPGPU đang tăng trưởng vượt bậc, giá thành lại rẻ đi và hiệu năng tiêu thụ điện ngày càng được nâng cao. Vậy những con số FLOPS ở đâu ra? Nó được đo bằng một phần mềm tên là Linpack. Tuy nhiên cũng cần phải nói thêm rằng không một con s ố đứng riêng lẻ nào có th ể ph ản ánh toàn bộ hiệu năng của máy tính nói chung và siêu máy tính nói riêng. Có hai con s ố được thể hiện khi nói tới siêu máy tính: hiệu năng tính toán d ấu ch ấm động lý thuy ết c ủa vi x ử lí (kí hiệu Rpeak) và hiệu năng xử lí đầu vào (Rmax). Rpeak g ần nh ư không th ể nào đạt được trong đời thực, trong khi Rmax là hoàn toàn có thể đạt đến khi siêu máy tính ch ạy. Tất cả những con số FLOPS bạn thấy ở trên đều là Rmax. C. Danh sách TOP500 Kể từ năm 1993, những siêu máy tính nhanh nhất thế giới được liệt kê vào một danh sách gọi là TOP500 dựa theo điểm số benchmark của nó. TOP500 có trang web riêng c ủa h ọ ở địa chỉhttp://top500.org và nó cung cấp cho chúng ta rất nhiều thông tin h ữu ích. Bên c ạnh việc xem danh sách những supercomputer hàng đầu thế gi ới, bạn có th ể xem th ống kê v ề việc phân bổ hệ điều hành trong thế giới siêu máy tính nh ư th ế nào, s ố l ượng siêu máy tính mỗi nước, kiến trúc siêu máy tính (MPP hay cluster)… Th ực ch ất thì danh sách này không hề được đánh giá là chính xác tuyệt đối và không thiên vị, tuy nhiên nó là m ột trong những nguồn phổ biến nhất mà người ta thường lấy khi so sánh sức m ạnh siêu máy tính ở một thời điểm nào đó. Tên các siêu máy tính mạnh nhất thế giới từ năm 2008 đến nay theo TOP500
Ứng dụng của siêu máy tính Một số ứng dụng của siêu máy tính trong thời buổi hiện nay: • Dự báo thời tiết, nghiên cứu khí động học, nghiên cứu sự biến đổi khí hậu, mô phỏng động đất • Phân tích xác suất, dựng mô hình phóng xạ • Mô phỏng vụ nổ hạt nhân trong không gian 3D • Lượng tử học, phân tử học, sinh học tế bào, nghiên c ứu s ự g ấp khúc của protein • Mô phỏng não người • Nghiên cứu và dựng mô hình của các hiện tượng vật lý • Nghiên cứu và mô phỏng trí tuệ nhân tạo • Tái tạo vụ nổ Bigbang (do siêu máy tính ở trung tâm Texas Advanced Computing Center thực hiện), nghiên c ứu về v ật ch ất tối • Nghiên cứu thiên văn học • Dựng mô hình lây lan của dịch bệnh • Chơi cờ vua! (siêu máy tính Deep Blue của IBM từng đánh bại đại kiện tướng Garry Kasparov vào năm 1997)
Ảnh mô phỏng do siêu máy tính của Cơ quan Khí tượng và Hải dương Mỹ (NOAA) dựng ra bằng siêu máy tính của họ Một số hãng sản xuất và cung cấp siêu máy tính Bạn có thể thấy là IBM, HP và Cray là ba công ty dẫn đầu trên lĩnh v ực siêu máy tính hi ện nay. Dell, Intel, NEC, Lenovo, Acer, Fujitsu, Oracle cũng có tham gia vào l ĩnh vực này.
Các nước có siêu máy tính