Mavzu: Super kompyuterlar tahlili
Download 19.62 Kb.
|
kompyuterni tashkilash
|
830-21-guruh talabasi Qo’ziyev Yodgorbekning Kompyuterni tashkillashtirish fanidan bajargan MUSTAQIL ISHI 15-variant MAVZU: Super kompyuterlar tahlili Superkompyuter juda moslashuvchan va juda keng atamadir. Super-kompyuterning umumiy ma’nosida ushbu kompyuter bozorda mavjud bo’lgan barcha kompyuterlarga qaraganda ancha kuchli. Ba’zi muhandislar hazillashib, bir tonnadan ortiq og’irlikdagi har qanday kompyuterni superkompyuter deb atashadi. Va aksariyat zamonaviy superkompyuterlarning vazni bir tonnadan oshadi. Bir tonnadan ortiq bo’lsa ham, har bir kompyuterni “super” deb atash mumkin emas. Mark-1, Eniak ham og’ir vazn toifasiga kiradi, ammo ular o’z vaqtlari uchun ham superkompyuter hisoblanmaydi. Texnologik taraqqiyotning tezligi shunchalik katta ediki, bugungi superkompyuter 5-10 yil ichida uy kompyuteridan kam bo’lib qoladi. Superkompyuter termini o’tgan asrning 20-yillarida, superkompyuter atamasi 60-yillarda paydo bo’lgan. Ammo u ko’p jihatdan Seymur Krey va uning super kompyuterlari Cray-1, Cray-2 tufayli keng tarqaldi. Garchi Seymur Krey o’zi ushbu atamani ishlatishni afzal ko’rmasa ham. Uning mashinalarini nomlaydi, shunchaki kompyuter. 1972 yilda S. Krey CDC-dan chiqib, o’zining Cray Research kompaniyasini tashkil qiladi, 1976 yilda. Birinchi vektorli konveyer kompyuterini ishga tushiradi CRAY-1: tsikl vaqti 12,5n, 12 ta truboprovodli funktsional birlik, maksimal ishlash sekundiga 160 million operatsiya, RAM 1Mwordgacha (so’z – 64 bit), xotira tsikli – 50ns. Asosiy yangilik – mustaqil ma’lumotlarning butun massivlari bilan ishlaydigan va truboprovodli funktsional qurilmalardan samarali foydalanishga imkon beradigan vektor ko’rsatmalarining kiritilishi. Cray-1 birinchi superkompyuterlardan biri hisoblanadi. Kompyuter protsessorlari o’sha paytda ulkan registrlar to’plamiga ega edilar. Qaysi guruhlarga bo’lingan. Har bir guruh o’z funktsional maqsadiga ega edi. Kompyuter xotirasida adreslash uchun mas’ul bo’lgan manzil registrlari bloki. Vektorli registrlar bloki, skalar registrlar bloki. Birinchi sovet superkompyuteri Superkompyuter paydo bo’lishining boshida, bu katta hajmdagi ma’lumotlarni tezkor qayta ishlash va murakkab matematik va analitik hisob-kitoblarga bo’lgan ehtiyoj bilan bog’liq edi. Shuning uchun birinchi superkompyuterlarning arxitekturasi oddiy kompyuterlardan kam farq qilardi. Faqat ularning kuchi standart ish stantsiyalaridan bir necha baravar katta edi. Dastlab, superkompyuterlar odatiy skaler bo’lgan vektor protsessorlari bilan jihozlangan. 80-yillarga kelib bir nechta vektor protsessorlari parallel ishlashga o’tkazildi. Ammo bu rivojlanish yo’li aqlga sig’maydigan bo’lib chiqdi. Superkompyuterlar parallel skalyar protsessorlarga o’tdilar. Massiv parallel protsessorlar superkompyuterlar uchun asos bo’ldi. Minglab ishlov berish elementlari birlashib, kuchli hisoblash platformasini yaratdi. Parallel protsessorlarning aksariyati RISC arxitekturasiga asoslangan. RISC (Reduced Instruction Set Computing) – qisqartirilgan buyruqlar to’plami bilan hisoblash. Ushbu atama bilan protsessor ishlab chiqaruvchilari oddiy ko’rsatmalar tezroq ishlaydigan tushunchani anglatadi. Ushbu usul sizga protsessorlarni ishlab chiqarish narxini pasaytirishga imkon beradi. Bir vaqtning o’zida ularning samaradorligini oshirish. Kuchli hisoblash echimlariga ehtiyoj tez o’sdi. Superkompyuterlar juda qimmat. Shu bilan bir qatorda alternativa talab qilingan Va ularning o’rnini klasterlar egalladi. Ammo hozirgi kunda ham kuchli kompyuterlar superkompyuterlar deb nomlanadi. Klaster – bu tarmoqqa ulangan va bitta vazifa ustida ishlaydigan serverlar to’plami. Ushbu server guruhi yuqori ishlashga ega. Alohida ishlaydigan bir xil serverlardan bir necha baravar ko’p. Klaster yuqori ishonchlilikni ta’minlaydi. Bitta serverning ishdan chiqishi butun tizimning favqulodda to’xtashiga olib kelmaydi, lekin uning ishlashiga ozgina ta’sir qiladi. Klasterdagi serverni butun tizimni o’chirmasdan almashtirish mumkin. Siz darhol superkompyuter uchun katta miqdordagi pulni to’sib qo’yishingiz shart emas. Klasterni bosqichma-bosqich qurish mumkin, bu korxona xarajatlarini sezilarli darajada pasaytiradi. Kompyuterlar – katta hajmdagi vazifalar uchun mashinalar. Murakkab va katta ilmiy muammolarni hal qilish uchun, menejment, aql Zamonaviy elementar bazadan va arifmetik tezlatgichlardan foydalangan holda eng so’nggi me’moriy ishlanmalar Dizayn va simulyatsiya Hosildorlikni oshirish Amaliyotda hal qilingan vazifalarning murakkabligini baholash Superkompyuterning ishlash xususiyatlari Yarim asr davomida kompyuterlarning ishlashi etti yuz million martadan oshdi. Shu bilan birga, tsikl vaqtining 2 mikrosekunddan 1,8 nanosekundagacha pasayishi bilan bog’liq bo’lgan ishlash samaradorligi atigi 1000 baravarni tashkil qiladi.Exmon arxitekturasida yangi echimlardan foydalanish. Ular orasida asosiy o’rinni bir nechta harakatlarni bir vaqtda (parallel) bajarish g’oyasini o’zida mujassam etgan ma’lumotlarni parallel ishlash printsipi egallaydi. Bir vaqtning o’zida bir nechta harakatlarni bajarish g’oyasini o’zida mujassam etgan ma’lumotlarga parallel ravishda ishlov berish ikkita turga ega: quvurlarni birlashtirish va aslida parallellik, bir nechta harakatlarni bir vaqtning o’zida bajarish g’oyasini o’zida mujassam etgan parallel ma’lumotlarni qayta ishlash ikki xilga ega: quvur liniyasi va aslida parallellik. Parallel ishlov berish. Agar ma’lum bir qurilma vaqt birligida bitta operatsiyani bajaradigan bo’lsa, u holda ming birlikda mingta operatsiyani bajaradi. Agar bir vaqtning o’zida ishlashga qodir bo’lgan beshta bir xil mustaqil qurilmalar mavjud deb taxmin qilsak, unda beshta qurilmadan iborat tizim bir xil ming operatsiyani mingda emas, balki ikki yuz vaqt ichida bajarishi mumkin. Xuddi shunday, N qurilmalar tizimi xuddi shu ishni 1000 / N vaqt birligida bajaradi. Shunga o’xshash o’xshashliklarni hayotda ham uchratish mumkin: agar bitta askar bog’ni 10 soat ichida qazib olsa, u holda bir vaqtning o’zida ishlaydigan bir xil qobiliyatga ega bo’lgan ellik askardan iborat kompaniya xuddi shu ishni 12 daqiqada engib chiqadi – amaldagi parallellik printsipi! Konveyerni qayta ishlash Buyurtmalarni taqqoslash, buyurtmalarni tekislash, mantisalarni qo’shish, normallashtirish va boshqalar kabi ko’plab kichik operatsiyalar. Birinchi kompyuterlarning protsessorlari ushbu “mikro operatsiyalar” ni har bir juft argument uchun birma-bir, birin-ketin yakuniy natijaga erishguncha amalga oshirdilar va shundan keyingina keyingi juft atamalarni qayta ishlashga kirishdilar. Dastlabki kompyuterlarning hammasi (EDSAC, EDVAC, UNIVAC) bit-ketma-ket xotiraga ega bo’lib, ulardan so’zlar ketma-ket o’qilgan. Bit-parallel xotira (CRT-da) va bit-parallel arifmetikadan foydalangan holda birinchi sotuvda mavjud bo’lgan kompyuter IBM 701 edi va eng ommabop IBM 704 (150 nusxada sotilgan) bo’lib, unda yuqorida aytilganlarga qo’shimcha ravishda ferritdagi xotira boncuklar birinchi marta ishlatilgan yadrolar va apparat suzuvchi nuqta AU. Xotira iyerarxiyasi. Xotira iyerarxiyasi parallellik bilan bevosita bog’liq emas, ammo, albatta, bu kompyuterlarning me’morchiligining samaradorligini oshirish uchun juda katta ahamiyatga ega bo’lgan xususiyatlarni anglatadi (protsessor tezligi va xotiraga kirish vaqti o’rtasidagi farqni yumshatish). Asosiy darajalar: registrlar, kesh xotirasi, RAM, disk xotirasi. Disk xotirasidan registrlarga xotira darajalari bo’yicha kirish vaqti kamayadi, so’z (bayt) uchun xarajatlar oshadi. Hozirgi kunda shunga o’xshash ierarxiya hatto shaxsiy kompyuterlarda ham qo’llab-quvvatlanmoqda. Hozirda ishlatilgan: Vektorli konveyer kompyuterlar. Konveyerning funktsional moslamalari va vektor ko’rsatmalar to’plami Xotirasi taqsimlangan massiv parallel kompyuterlar. Umumiy xotiraga ega parallel kompyuterlar. Bunday kompyuterlarning barcha RAMlari bir nechta bir xil protsessorlar tomonidan taqsimlanadi. Parallel hisoblash tizimlaridan foydalanishDunyodagi eng kuchli kompyuterlar ro’yxati Kompyuter o’rnatilgan tashkilot Kompyuter turi Hisoblash yadrolari soni Maksimal mahsuldorlik Quvvat sarfi Jaguar – Cray XT5-HE Opteron Six Core 2,6 gigagertsli / 2009 yil 224162 1759.00 6950.60 Shenchjendagi Milliy superkompyuter markazi (NSCS) Tumanlik – Dawning TC3600 Blade, Intel X5650, NVidia Tesla C2050 GPU / 2010 120640 1271.00 2984.30 DOE / NNSA / LANL Roadrunner – BladeCenter QS22 / LS21 klasteri, PowerXCell 8i 3.2 Gts / Opteron DC 1,8 gigagertsli, Voltaire Infiniband / 2009 122400 1042.00 2345.50 Hisoblash fanlari milliy instituti / Tennessi universiteti Kraken XT5 – Cray XT5-HE Opteron Six Core 2.6 GHz / 2009 98928 831.70 2569 JUGENE – Moviy gen / P Qarori / 2009 yil 294912 825.50 2268.00 Tyantszin shahridagi Milliy SuperKompyuter Markazi / NUDT Tianhe-1 – NUDT TH-1 klasteri, Xeon E5540 / E5450, ATI Radeon HD 4870 2, Infiniband / 2009 71680 563.10 2578 DOE / NNSA / LLNL BlueGene / L – eServer Blue Gene Solution / 2007 yil 212992 478.20 2329.60 Argonne milliy laboratoriyasi Qo’rqmas – Blue Gene / P Qarori / 2007 yil 163840 458.61 1260 Sandia milliy laboratoriyalari / qayta tiklanadigan energiya milliy laboratoriyasi Red Sky – Sun Blade x6275, Xeon X55xx 2.93 Gts, Infiniband / 2010 Quyosh mikrosistemalari 42440 433.50 1254 Texas Kengaytirilgan Hisoblash Markazi / Univ. Texas shtati Ranger – SunBlade x6420, Opteron QC 2.3 Gts, Infiniband / 2008 yil Quyosh mikrosistemalari 62976 433.20 2000.00 DOE / NNSA / LLNL Tong – Moviy Gen / P Qarori / 2009 yil 147456 415.70 1134 Moskva davlat universiteti – Rossiya tadqiqot hisoblash markazi Lomonosov – T-platformalar T-Blade2, Xeon 5570 2,93 gigagertsli, Infiniband QDR / 2009 T-platformalar 35360 350.10 1127 Forschungszentrum Juelich (FZJ) JUROPA – Sun Constellation, NovaScale R422-E2, Intel Xeon X5570, 2,93 gigagertsli, Sun M9 / Mellanox QDR Infiniband / Partec Parastation / 2009 26304 274.80 1549.00 KISTI superkompyuter markazi TachyonII – Sun Blade x6048, X6275, IB QDR M9 kaliti, Sun HPC stack Linux nashri / 2009 Quyosh mikrosistemalari 26232 274.20 307.80 Edinburg universiteti HECToR – Cray XT6m 12 yadroli 2,1 gigagertsli / 2010 yil 43660 274.70 1189.80 NERSC / LBNL Franklin – Cray XT4 QuadCore 2.3 GHz / 2008 38642 266.30 1150.00 Calculator Intensif Grand Equipment – Milliy ma’lumot markazi “Enseignement Supts╘rieur (GENCI-CINES) Jade – SGI Altix ICE 8200EX, Xeon E5472 3.0 / X5560 2.8 GHz / 2010 23040 237.80 1064.00 Xitoy Fanlar akademiyasining Jarayon muhandisligi instituti Mole-8.5 – Mole-8.5 klasteri Xeon L5520 2.26 Gts, nVidia Tesla, Infiniband / 2010 IPE, nVidia Tesla C2050, Tyan 33120 207.30 1138.44 Oak Ridge milliy laboratoriyasi Jaguar – Cray XT4 QuadCore 2.1 GHz / 2008 30976 205.00 1580.71} Download 19.62 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|