Чем суперкомпьютеры отличаются от обычных компьютеров?
Обновлено: 21.11.2024
Что вы представляете, когда слышите слова "мейнфрейм" или "суперкомпьютер"? Большинству людей представляется очень похожая картина, что неудивительно, если посмотреть на определения слов. Согласно Оксфордскому словарю, мейнфрейм — это:
мейнфрейм: /'man,frām/ (существительное)
большой высокоскоростной компьютер, особенно тот, который поддерживает множество рабочих станций или периферийных устройствА суперкомпьютер это:
su·per·com·put·er: /ˈso͞opərkəmˌpyo͞odər/ (существительное)
особенно мощный мэйнфрейм-компьютерИтак, исходя из определения Оксфорда, суперкомпьютер — это просто мощный мейнфрейм. Но так ли это на самом деле?
Так в чем же разница?
Мейнфреймы – это мощные компьютеры, которые десятилетиями выполняли критически важные бизнес-задачи. они используются с 1950-х годов. Мейнфреймы были заменены серверами для многих приложений, но все еще широко распространены в таких отраслях, как банковское дело, телекоммуникации и розничная торговля. Многие новые мэйнфреймы, такие как IBM z15, по размеру не больше суперкомпьютера.
Суперкомпьютер – это многоузловая система, использующая параллельную обработку для запуска программы или моделирования на очень высоких скоростях. Суперкомпьютеры могут быть размером с два компьютера (даже ноутбуки) или размером со склад или даже больше.
Суперкомпьютер Мейнфрейм Суперкомпьютеры используются для больших и сложных математических вычислений. вычислений. Мейнфреймы используются в качестве хранилища для больших баз данных и одновременно обслуживают максимальное количество пользователей. Некоторые из самых быстрых суперкомпьютеров работают на сотнях квадриллионов операций с плавающей запятой в секунду (FLOPS). С другой стороны, мэйнфреймы обычно работают только при десятках миллионов таких операций. Как суперкомпьютеры, так и мейнфреймы обычно работают под управлением ОС на базе Linux.
Для чего используются суперкомпьютеры?
Джек Донгарра, выдающийся профессор компьютерных наук Университета Теннесси, дает нам хорошее представление о том, что на самом деле делают суперкомпьютеры.
«Скажем, я хочу понять, что происходит, когда сталкиваются две галактики. Я не могу провести этот эксперимент. Я не могу взять две галактики и столкнуть их. Поэтому мне нужно построить модель и запустить ее на компьютере. Или в старые времена, когда они проектировали автомобиль, они брали этот автомобиль и врезали его в стену, чтобы посмотреть, насколько хорошо он выдержит удар. Ну, это довольно дорого и долго. Сегодня мы делаем это не очень часто; мы строим компьютерную модель со всей физикой и врезаем ее в смоделированную стену, чтобы понять, где находятся слабые места». Джек Донгарра, профессор компьютерных наук Университета Теннесси
Суперкомпьютеры позволяют ученым и инженерам выполнять сложные симуляции за (относительно) короткое время. Это позволяет меньше времени проводить в полевых условиях, что может быть чрезвычайно дорогим (или опасным) экспериментом или тестом.
На самом деле, второй по производительности суперкомпьютер в мире, работающий со скоростью около 95 петафлопс в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, имеет воздушный зазор, то есть он не подключен к какой-либо внешней сети (Интернету) и запускает секретные симуляции в сети. Ядерный арсенал США.
А как насчет мейнфреймов?
Возможно, для большинства мэйнфреймы являются символом ушедшей эпохи, но большинство людей в тот или иной момент использовали или, по крайней мере, взаимодействовали с мэйнфреймами. Если вы когда-либо получали сдачу в магазине с помощью дебетовой карты или использовали банкомат, значит, вы использовали мейнфрейм.
В IBM говорят: «Сегодня мэйнфреймы играют центральную роль в повседневной работе большинства крупнейших корпораций мира. В то время как другие формы вычислений широко используются в бизнесе в различных мощностях, мэйнфреймы занимают желанное место в современной среде электронного бизнеса. В банковском деле, финансах, здравоохранении, страховании, коммунальных услугах, правительстве и множестве других государственных и частных предприятий мейнфрейм продолжает оставаться основой современного бизнеса».
Итак, суперкомпьютеры и мэйнфреймы считаются высокопроизводительными компьютерами. Однако они могут иметь совершенно различное применение — от банковских и розничных транзакций для мэйнфреймов до моделирования ядерного оружия и моделирования погоды на суперкомпьютерах. Доступ к невероятной вычислительной мощности позволяет ученым, инженерам и предприятиям не только экономить время и деньги, но и быть уверенным в том, что все, что они делают, будет происходить с невероятной скоростью.
Сегодня компьютеры бывают разных размеров и цен, в зависимости от их вычислительной мощности и пропускной способности.Аппаратное обеспечение компьютерных систем, например, теперь представлено во всех мыслимых формах и размерах, чтобы удовлетворить различные потребности организации. Существует два основных класса компьютерных систем, которые мы собираемся обсудить в следующей статье: суперкомпьютеры и мейнфреймы. Несомненно, это самые мощные из используемых компьютерных систем, способные одновременно обслуживать большое количество пользователей и обрабатывать огромные объемы данных на очень высоких скоростях. Растущая потребность обрабатывать бесконечные объемы данных и выполнять длительные научные расчеты побудила многих людей разработать специализированные машины для ускорения работы. Следующим шагом после суперкомпьютеров является новый класс компьютерных систем с широкими возможностями решения задач, которые называются мейнфреймами. Давайте посмотрим на различия между двумя категориями компьютерных систем.
Что такое суперкомпьютер?
Суперкомпьютеры — это специализированные и самые мощные компьютерные системы, которые обычно отличаются относительно высокой скоростью выполнения, большим объемом памяти, высокоскоростными системами ввода-вывода и безумно высокими ценами.
На самом деле, суперкомпьютеры — это одни из самых быстрых компьютеров в мире, предназначенные для интенсивных научных вычислений, которые в противном случае были бы практически невозможны для других компьютеров. Суперкомпьютеры — это самые большие из всех компьютерных систем с большей вычислительной мощностью, чем мейнфреймы.
Термин "суперкомпьютер" был впервые введен Сеймуром Крэем, который в 1960-х годах разработал первый в мире специализированный суперкомпьютер для управления данными. Первым суперкомпьютером, построенным Сеймуром Крэем, был CRAY-1, который был 6 футов в высоту и 8 футов в диаметре и был построен с использованием более 200 000 компьютерных микросхем, почти 60 миль проводки и 3400 интегральных схем. Также одним из первых суперкомпьютеров был IBM 7030, STRETCH.
Что такое мэйнфрейм-компьютер?
Мейнфрейм — это большая, масштабируемая компьютерная система общего назначения, предназначенная для обработки невероятных объемов данных. Мейнфреймы в основном используются в крупных организациях для одновременного обслуживания большого количества пользователей. Один мэйнфрейм-компьютер может быть как маленьким, как шкаф для хранения, так и большим, как комната хорошего размера. Это большие коробки, которые вы могли бы увидеть в традиционном центре обработки данных. Это большие, относительно дорогие машины с исключительными возможностями решения задач и объемом памяти, измеряемым гигабайтами и более.
Самые большие мейнфреймы могут обрабатывать более 100 MIPS, а их операционные системы обычно могут обрабатывать несколько приложений в среде с разделением времени. Они способны обрабатывать огромные объемы данных параллельно с невероятной пропускной способностью. И системы способны выполнять тысячи программ параллельно, чтобы свести к минимуму время простоя. Цены на мэйнфреймы варьируются от нескольких тысяч долларов до десятков миллионов долларов.
Разница между суперкомпьютером и мейнфреймом
Основы сравнения суперкомпьютера и мейнфрейма
Мейнфрейм — это большая, масштабируемая компьютерная система общего назначения, предназначенная для обработки невероятных объемов данных. Мэйнфреймы в основном используются в крупных организациях для одновременного обслуживания большого количества пользователей.
Суперкомпьютеры — это одни из самых быстрых компьютеров в мире, предназначенные для интенсивных научных вычислений, которые в противном случае были бы практически невозможны для других компьютеров. Суперкомпьютеры — самые большие из всех компьютерных систем с большей вычислительной мощностью, чем мейнфреймы. Однако оба типа систем предлагают параллельную обработку.
Скорость суперкомпьютера по сравнению с мейнфреймом
Мэйнфреймы на один шаг ниже суперкомпьютеров с точки зрения скорости и объема памяти. Суперкомпьютеры — это скорость, и они специально разработаны для очень быстрого выполнения научных и инженерных расчетов. Их скорость обработки измеряется в операциях с плавающей запятой в секунду или в количестве операций, выполняемых за секунду. Скорость обработки мэйнфреймов может варьироваться от 3–4 MIPS до 100 MIPS и более, что превышает возможности обычного микрокомпьютера.
Суперкомпьютеры, напротив, могут работать со скоростью более 200 MIPS.
Цель суперкомпьютера и мейнфрейма
Мейнфреймы предназначены для обработки огромных объемов ввода, вывода и хранения, и они в основном сосредоточены на задачах, которые ограничены вводом/выводом и надежностью.Они оптимизированы для сравнительно простых расчетов и расчетов с огромным объемом внешних данных.
Суперкомпьютеры, с другой стороны, оптимизированы для сложных вычислительных задач, которые в основном выполняются в памяти, и в основном сосредоточены на задачах, которые ограничены скоростью вычислений. Суперкомпьютеры в основном предназначены для решения одной или нескольких определенных задач в учреждениях, тогда как мейнфреймы предназначены для выполнения самых разных задач.
Приложения
Мейнфреймы часто служат в качестве центральных приемных и коммутационных компьютеров в региональных или национальных компьютерных сетях, а также в качестве сервера базы данных, который может обрабатывать потребности ввода и вывода всех подключенных к нему терминалов. Мейнфреймы в основном используются в банках и других финансовых учреждениях, где большая часть финансовой работы сосредоточена на повторяющихся операциях и транзакциях; страховая отрасль; пользователи деловых и личных услуг; индустрия образования; для публикации и печати.
Суперкомпьютеры в основном используются для научных исследований, от астрономии до физики, математики и прогнозирования погоды. Кроме того, они используются в промышленности и разработке, а также в приложениях виртуальной реальности.
Суперкомпьютеры и мейнфреймы: сравнительная таблица
Краткое описание суперкомпьютера и мейнфрейма
Короче говоря, и мэйнфреймы, и суперкомпьютеры относятся к категории самых мощных компьютерных систем в мире, но суперкомпьютеры в основном сосредоточены на задачах, которые ограничены скоростью вычислений, в то время как мейнфреймы сосредоточены на задачах, которые ограничены вводом/выводом. производительность и надежность. Суперкомпьютеры — это специализированные и самые мощные компьютерные системы, предназначенные для интенсивных научных вычислений, которые были бы практически невозможны для других компьютеров. С другой стороны, мэйнфреймы обычно выполняют широкий спектр задач, включая обработку данных, хранение и многое другое.
Сагар Хиллар — плодовитый автор контента, статей и блогов, работающий старшим разработчиком контента и писателем в известной фирме по обслуживанию клиентов, расположенной в Индии. У него есть стремление исследовать разносторонние темы и разрабатывать высококачественный контент, чтобы сделать его лучше всего читаемым. Благодаря своей страсти к писательству он имеет более 7 лет профессионального опыта написания и редактирования текстов на самых разных печатных и электронных платформах.
Вне своей профессиональной деятельности Сагар любит общаться с людьми из разных культур и происхождения. Можно сказать, что он любопытен по натуре. Он считает, что каждый — это опыт обучения, и это приносит определенное волнение, своего рода любопытство, чтобы продолжать идти. Сначала это может показаться глупым, но через некоторое время это расслабит вас и вам будет легче начинать разговор с совершенно незнакомыми людьми — вот что он сказал».
Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.
Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.
суперкомпьютер, любой из класса чрезвычайно мощных компьютеров. Этот термин обычно применяется к самым быстрым высокопроизводительным системам, доступным в любой момент времени. Такие ЭВМ использовались в основном для научных и инженерных работ, требующих чрезвычайно высокой скорости вычислений. Общие приложения для суперкомпьютеров включают тестирование математических моделей для сложных физических явлений или конструкций, таких как климат и погода, эволюция космоса, ядерное оружие и реакторы, новые химические соединения (особенно для фармацевтических целей) и криптология. По мере снижения стоимости суперкомпьютеров в 1990-х годах все больше компаний стали использовать суперкомпьютеры для маркетинговых исследований и других бизнес-моделей.
Отличительные черты
Суперкомпьютеры имеют определенные отличительные особенности. В отличие от обычных компьютеров, они обычно имеют более одного ЦП (центрального процессора), который содержит схемы для интерпретации программных инструкций и выполнения арифметических и логических операций в правильной последовательности. Использование нескольких процессоров для достижения высокой скорости вычислений обусловлено физическими ограничениями схемотехники. Электронные сигналы не могут двигаться быстрее скорости света, что, таким образом, является фундаментальным ограничением скорости для передачи сигналов и коммутации цепей. Этот предел почти достигнут благодаря миниатюризации компонентов схемы, резкому сокращению длины проводов, соединяющих печатные платы, и инновациям в методах охлаждения (например,, в различных суперкомпьютерных системах схемы процессора и памяти погружаются в криогенную жидкость для достижения низких температур, при которых они работают быстрее всего). Для поддержки чрезвычайно высокой вычислительной скорости ЦП требуется быстрое извлечение сохраненных данных и инструкций. Поэтому большинство суперкомпьютеров имеют очень большую емкость памяти, а также очень быстрые возможности ввода-вывода.
Компьютеры размещают веб-сайты, состоящие из HTML, и отправляют текстовые сообщения так же просто, как. РЖУ НЕ МОГУ. Взломайте этот тест, и пусть какая-нибудь технология подсчитает ваш результат и раскроет вам его содержание.
Еще одной отличительной чертой суперкомпьютеров является использование ими векторной арифметики, то есть они могут работать с парами списков чисел, а не просто с парами чисел. Например, типичный суперкомпьютер может умножить список почасовых ставок заработной платы для группы фабричных рабочих на список часов, отработанных членами этой группы, чтобы получить список долларов, заработанных каждым рабочим примерно за то же время, что и обычный компьютер для подсчета суммы, заработанной одним работником.
Суперкомпьютеры изначально использовались в приложениях, связанных с национальной безопасностью, включая разработку ядерного оружия и криптографию. Сегодня они также обычно используются в аэрокосмической, нефтяной и автомобильной промышленности. Кроме того, суперкомпьютеры нашли широкое применение в областях, связанных с инженерными или научными исследованиями, как, например, при изучении строения субатомных частиц, происхождения и природы Вселенной. Суперкомпьютеры стали незаменимым инструментом в прогнозировании погоды: предсказания теперь основаны на численных моделях. По мере снижения стоимости суперкомпьютеров их использование распространилось на мир онлайн-игр. В частности, китайские суперкомпьютеры с 5-го по 10-е место в 2007 г. принадлежали компании, владеющей онлайн-правами в Китае на электронную игру World of Warcraft, в которую иногда одновременно играло более миллиона человек. игровой мир.
Историческое развитие
Несмотря на то, что первые суперкомпьютеры создавались разными компаниями, один человек, Сеймур Крей, практически с самого начала определял продукт. Крей присоединился к компьютерной компании под названием Engineering Research Associates (ERA) в 1951 году. Когда ERA была поглощена Remington Rand, Inc. (которая позже объединилась с другими компаниями, чтобы стать Unisys Corporation), Крей ушел вместе с основателем ERA Уильямом Норрисом, чтобы начать Control Data Corporation (CDC) в 1957 году. К тому времени линейка компьютеров Remington Rand UNIVAC и IBM поделили большую часть рынка компьютеров для бизнеса, и вместо того, чтобы бросить вызов их обширным структурам продаж и поддержки, CDC стремилась захватить небольшой, но прибыльный рынок быстрых научных компьютеров. CDC 1604, разработанный Cray, был одним из первых компьютеров, в которых электронные лампы были заменены транзисторами, и был весьма популярен в научных лабораториях. IBM отреагировала созданием собственного научного компьютера IBM 7030, широко известного как Stretch, в 1961 году. временно ушел из области суперкомпьютеров после ошеломляющих для того времени убытков в размере 20 миллионов долларов. В 1964 году Cray CDC 6600 заменил Stretch как самый быстрый компьютер на Земле; он мог выполнять три миллиона операций с плавающей запятой в секунду (FLOPS), и вскоре для его описания был придуман термин суперкомпьютер.
Крей покинул CDC, чтобы основать Cray Research, Inc., в 1972 году, а в 1989 году снова перешел к созданию Cray Computer Corporation. Каждый раз, когда он уходил, его бывшая компания продолжала производить суперкомпьютеры на основе его разработок.
Крей принимал активное участие во всех аспектах создания компьютеров, которые производили его компании. В частности, он был гением в плотной упаковке электронных компонентов, из которых состоит компьютер. Благодаря умному замыслу он сократил расстояние, которое должны были пройти сигналы, тем самым ускорив работу машин. Он всегда стремился создать самый быстрый из возможных компьютеров для научного рынка, всегда программировался на предпочитаемом научном языке программирования (ФОРТРАН) и всегда оптимизировал машины для сложных научных приложений, например, дифференциальных уравнений, матричных манипуляций, гидродинамики, сейсмического анализа. и линейное программирование.
Среди новаторских достижений Cray был Cray-1, представленный в 1976 году, который стал первой успешной реализацией векторной обработки (это означает, что, как обсуждалось выше, он мог работать с парами списков чисел, а не просто с парами чисел). . Крей также был одним из пионеров разделения сложных вычислений между несколькими процессорами, дизайн, известный как «многопроцессорная обработка». Одной из первых машин, использующих многопроцессорность, была Cray X-MP, представленная в 1982 году, которая соединяла два компьютера Cray-1 параллельно, чтобы утроить их индивидуальную производительность. В 1985 году Cray-2, четырехпроцессорный компьютер, стал первой машиной, которая превысила миллиард FLOPS.
Хотя для достижения своих рекордов скорости Крэй использовал дорогие современные специализированные процессоры и системы жидкостного иммерсионного охлаждения, вот-вот должен был появиться новый революционный подход. У. Дэниела Хиллиса, аспиранта Массачусетского технологического института, возникла замечательная новая идея о том, как преодолеть узкое место, связанное с тем, что центральный процессор управляет вычислениями между всеми процессорами. Хиллис понял, что может устранить узкое место, отказавшись от всеконтролирующего ЦП в пользу децентрализованного или распределенного управления. В 1983 году Хиллис стал соучредителем Thinking Machines Corporation для разработки, создания и продажи таких многопроцессорных компьютеров. В 1985 году была представлена первая из его соединительных машин, CM-1 (быстро замененная ее более коммерческим преемником, CM-2). В CM-1 использовалось 65 536 недорогих однобитных процессоров, сгруппированных по 16 на чип (всего 4096 чипов), что позволяло выполнять некоторые вычисления в несколько миллиардов FLOPS — примерно сравнимо с самым быстрым суперкомпьютером Cray.
Суперкомпьютер Thinking Machines Corporation CM-2, 1987 год. Черный кубический корпус компьютера был полупрозрачным, чтобы можно было наблюдать алгоритмы вычислений, напоминающие нейронные (активный процессор активировал красный диод).
Первоначально Хиллис был вдохновлен тем, как мозг использует сложную сеть простых нейронов (нейронную сеть) для выполнения высокоуровневых вычислений. Фактически, первоначальная цель этих машин заключалась в решении проблемы искусственного интеллекта — распознавании лиц. Назначив каждый пиксель изображения отдельному процессору, Хиллис распределил вычислительную нагрузку, но при этом возникла проблема связи между процессорами. Топология сети, которую он разработал для облегчения взаимодействия между процессорами, представляла собой 12-мерный «гиперкуб», то есть каждый чип был напрямую связан с 12 другими чипами. Эти машины быстро стали известны как массивно-параллельные компьютеры. Машины Хиллиса не только открыли путь для новых многопроцессорных архитектур, но и продемонстрировали, насколько обычные или массовые процессоры можно использовать для достижения суперкомпьютерных результатов.
Другим распространенным приложением искусственного интеллекта для многопроцессорной обработки были шахматы. Например, в 1988 году компания HiTech, построенная в Университете Карнеги-Меллона в Питтсбурге, штат Пенсильвания, использовала 64 специализированных процессора (по одному на каждую клетку шахматной доски), чтобы стать первым компьютером, победившим гроссмейстера в матче. В феврале 1996 года Deep Blue от IBM, использующий 192 модифицированных процессора RS/6000, стал первым компьютером, победившим чемпиона мира Гарри Каспарова в «медленной» игре. Затем ему было поручено предсказывать погоду в Атланте, штат Джорджия, во время летних Олимпийских игр 1996 года. Его преемник (теперь с 256 специальными шахматными процессорами) победил Каспарова в ответном матче из шести партий в мае 1997 года.
Однако, как всегда, суперкомпьютеры в основном применялись в военных целях. После подписания Соединенными Штатами в 1996 году Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний потребность в альтернативной программе сертификации стареющих ядерных арсеналов страны побудила Министерство энергетики профинансировать Инициативу ускоренных стратегических вычислений (ASCI). Цель проекта заключалась в том, чтобы к 2004 году создать компьютер, способный моделировать ядерные испытания, — для этого требовался компьютер, способный выполнять 100 триллионов флопс (100 терафлопс; самым быстрым из существующих компьютеров в то время был Cray T3E, способный производить 150 миллиардов флопс). ). ASCI Red, построенный в Sandia National Laboratories в Альбукерке, штат Нью-Мексико, совместно с корпорацией Intel, был первым, достигшим скорости 1 TFLOPS. Используя 9072 стандартных процессора Pentium Pro, он достиг производительности 1,8 терафлопс в декабре 1996 года и был полностью готов к июню 1997 года.
В то время как в Соединенных Штатах преобладал многопроцессорный подход, в Японии корпорация NEC вернулась к более старому подходу к индивидуальному проектированию компьютерного чипа — для своего симулятора Земли, который удивил многих ученых-компьютерщиков, заняв первое место в отраслевом TOP500. список скоростей суперкомпьютера в 2002 году. Однако он недолго удерживал эту позицию, поскольку в 2004 году прототип IBM Blue Gene / L с 8 192 вычислительными узлами достиг скорости около 36 терафлопс, что чуть превышает скорость симулятора Земли. . После двух удвоений количества процессоров ASCI Blue Gene/L, установленный в 2005 году в Sandia National Laboratories в Ливерморе, Калифорния, стал первой машиной, преодолевшей заветную отметку в 100 TFLOPS со скоростью около 135 TFLOPS. Другие машины Blue Gene/L с аналогичной архитектурой занимали многие из первых мест в последовательных списках TOP500. Благодаря регулярным усовершенствованиям ASCI Blue Gene/L в 2007 г. достиг скорости, превышающей 500 терафлопс. Эти суперкомпьютеры IBM также заслуживают внимания благодаря выбору операционной системы, Linux и поддержке IBM в разработке приложений с открытым исходным кодом.
Первый компьютер, производительность которого превысила 1000 терафлопс, или 1 петафлопс, был создан IBM в 2008 году. Машина, получившая название Roadrunner в честь птицы штата Нью-Мексико, была впервые протестирована на объектах IBM в Нью-Йорке, где она достигла важного рубежа. перед разборкой для отправки в Лос-Аламосскую национальную лабораторию в Нью-Мексико. В тестовой версии использовалось 6 948 двухъядерных микрочипов Opteron от Advanced Micro Devices (AMD) и 12 960 процессоров Cell Broadband Engine от IBM (впервые разработанных для использования в видеосистеме Sony Computer Entertainment PlayStation 3). Процессор Cell был разработан специально для выполнения интенсивных математических вычислений, необходимых для обработки механизмов моделирования виртуальной реальности в электронных играх, — процесс, аналогичный вычислениям, которые необходимы ученым-исследователям при работе со своими математическими моделями.
Посмотрите, как исследователи моделируют трехмерное движение человеческого риновируса с помощью суперкомпьютера IBM Blue Gene Q, чтобы понять, как работает вирус
Посмотрите трехмерную симуляцию движения человеческого риновируса, вызывающего простуду. Моделирование было произведено с помощью суперкомпьютера IBM Blue Gene/Q.
Такой прогресс в вычислительной технике позволил исследователям впервые оказаться на грани возможности проводить компьютерное моделирование, основанное на первопринципах физики, а не просто на упрощенных моделях. Это, в свою очередь, открыло перспективы для прорывов в таких областях, как метеорология и анализ глобального климата, фармацевтический и медицинский дизайн, новые материалы и аэрокосмическая техника. Самым большим препятствием для реализации всего потенциала суперкомпьютеров остаются огромные усилия, необходимые для написания программ таким образом, чтобы различные аспекты задачи могли обрабатываться одновременно как можно большим числом различных процессоров. Даже управление этим в случае менее дюжины процессоров, которые обычно используются в современных персональных компьютерах, не поддавалось никакому простому решению, хотя инициатива IBM с открытым исходным кодом при поддержке различных академических и корпоративных партнеров достигла прогресса в 1990-х и 2000-х годах. .
Компьютеры – неотъемлемая часть нашего общества, и они обладают различной вычислительной мощностью и возможностями. Есть два жизненно важных класса мощных компьютеров. В основном это суперкомпьютеры и мейнфреймы. Они могут обрабатывать большие объемы данных с чрезвычайно высокой скоростью и выполнять научные вычисления для специализированных целей в интенсивном темпе.
Читатели, которые читают это, также читают:
Суперкомпьютеры и мейнфреймы
Основное различие между суперкомпьютерами и мейнфреймами заключается в том, что суперкомпьютеры — это самые быстрые компьютеры, предназначенные для интенсивных научных вычислений. Они известны своей скоростью и точностью и используются для научных исследований. Мейнфреймы — это большие масштабируемые системы, предназначенные для поддержки большого объема данных. Мэйнфреймы не так быстры, как суперкомпьютеры, но обладают огромными возможностями ввода, вывода и хранения и используются для простых вычислений и вычислений, обрабатывающих большие объемы данных.
Суперкомпьютеры — это самые быстрые компьютеры, выполняющие самые сложные математические вычисления. Это самые большие и дорогие компьютеры с Linux в качестве операционной системы. Они выполняют миллиарды операций с плавающей запятой в секунду и используются в исследовательских целях. Их скорость выполнения относительно высока, и они имеют большой объем памяти.
Мэйнфреймы — это масштабируемые компьютеры общего назначения. Он предназначен для обработки невероятных объемов данных.Компьютеры мэйнфреймов служат в качестве центрального принимающего и коммутационного компьютера, управляющего всеми подключенными к ним терминалами. Мейнфреймы используются банками или финансовыми учреждениями, которые постоянно выполняют повторяющиеся операции и транзакции.
Таблица сравнения суперкомпьютера и мейнфрейма
Что такое суперкомпьютер?
Суперкомпьютеры — это самые большие, самые быстрые и самые дорогие компьютеры. Первой компанией, представившей суперкомпьютер, была Cray Inc. Сеймур Клэй спроектировал и разработал первый суперкомпьютер в 1976 году. Скорость суперкомпьютера соответствует скорости современного домашнего компьютера.
Суперкомпьютер весил около 5,5 тонн, имел высоту 6 футов и размеры 8 футов. Для сборки суперкомпьютера потребовалось около 200 000 компьютерных микросхем и 60 миль проводов.
С годами размер суперкомпьютера уменьшился, а скорость удвоилась. Суперкомпьютер мира находится в Sunway TaihuLight в материковом Китае.
На большинстве суперкомпьютеров установлена операционная система Linux. Суперкомпьютер фокусируется на сложных математических вычислениях и выполняет миллиарды операций с плавающей запятой для получения точных ответов. Суперкомпьютер помогает в прогнозировании погоды, ядерной энергетике и неврологических исследованиях, а также в других сложных операциях.
Его даже используют для научных и инженерных работ, требующих точных высокоскоростных вычислений, включающих миллионы инструкций в секунду. Суперкомпьютер использует 1,4 миллиона гигабайт оперативной памяти, чтобы разделить функции человеческого мозга. Точность суперкомпьютера не вызывает сомнений.
Суперкомпьютеры отличаются высокой скоростью выполнения, огромным объемом памяти, высокой скоростью ввода и вывода. Они потребляют много энергии и остаются в контролируемой среде, а эти компьютеры имеют особую систему охлаждения и систему безопасности.
Что такое мейнфрейм?
Мейнфреймы большие, быстрые и дорогие. Но по сравнению с суперкомпьютером они меньше, медленнее и разумнее. Первым мейнфреймом был «Harward Mark 1», разработанный в 1930-х годах, но не функционировавший до 1943 года. В 1950-1970 годах несколько компьютеров начали производить мейнфреймы. Но наиболее успешной является корпорация IBM (International Business Machine).
Мейнфрейм управляет центральным процессором, который управляет большим оборудованием ввода-вывода (ввода и вывода). Мэйнфрейм-компьютер поддерживает огромную базу данных, множество устройств ввода и вывода, а также несколько программ одновременно.
Мэйнфрейм — это сервер, который одновременно управляет несколькими пользователями. Мэйнфрейм-компьютер расширяем как с точки зрения аппаратного, так и программного обеспечения. Мэйнфрейм-компьютер может работать годами без перерыва. Из-за экономической эффективности он используется в крупных организациях, таких как банки, авиакомпании и финансовые компании, поскольку они обрабатывают миллионы транзакций.
Мейнфрейм может быть размером с картотечный шкаф или комнату среднего размера. Их можно увидеть в традиционных центрах обработки данных с исключительными возможностями обработки данных, а объем памяти измеряется гигабайтами и более. Для бесперебойной работы их хранят в специализированных проводных и кондиционированных помещениях, так как они выделяют много тепла.
Огромный мейнфрейм может обрабатывать около 100 MIPS, а операционная система поддерживает множество приложений. Он обрабатывает большие объемы данных с невероятной производительностью и выполняет программы параллельно, сводя к минимуму время простоя. Мэйнфрейм-компьютер может стоить тысячи или миллионы долларов.
Основные различия между суперкомпьютерами и мейнфреймами
- Суперкомпьютеры используются для сложных вычислений, требующих большого объема памяти. Мейнфреймы обрабатывают огромное количество входных и выходных данных.
- Суперкомпьютеры создаются для решения конкретных задач учреждения. Мэйнфреймы обрабатывают самые разные проекты.
- Суперкомпьютер фокусируется на проблемах, связанных с вычислениями и скоростью. Мэйнфреймы ориентированы на ввод/вывод и надежность.
- Скорость обработки данных суперкомпьютера достигает 200 MIPS. Скорость обработки мэйнфреймов может составлять от 3–4 MIPS до 100 MIPS.
- Суперкомпьютеры играют ключевую роль в научных исследованиях, авиастроении. Мейнфреймы являются частью банка или финансового учреждения.
Заключение
И суперкомпьютеры, и мейнфреймы считаются самыми мощными компьютерными системами. Суперкомпьютер ориентирован на сложные математические расчеты, требующие немедленных результатов, а мэйнфрейм-компьютер в первую очередь занимается вводом, выводом и надежностью.
Суперкомпьютеры предназначены для интенсивных научных вычислений, практически невозможных для любого другого компьютера.Мейнфреймы — это самая старая категория компьютеров, и они выполняют широкий спектр действий, таких как обработка данных, хранение. Эти компьютерные системы хранятся в специализированных помещениях с кондиционированием воздуха, поскольку они выделяют большое количество тепла.
Суперкомпьютеры — это самые большие, быстрые и дорогие компьютеры, используемые для различных исследовательских целей. Мейнфреймы менее динамичны, чем суперкомпьютеры, и играют решающую роль в финансовых организациях.
Читайте также: