מחשב על. היסטוריה של המצאות וייצור

ספריה טכנית בחינם

היסטוריה של טכנולוגיה, טכנולוגיה, אובייקטים מסביב לנו
ספרייה חינם / מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

מחשב על. היסטוריה של המצאות וייצור

ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

הערות למאמר

מחשב על הוא מחשב שעולה משמעותית בפרמטרים הטכניים שלו על רוב המחשבים הקיימים. ככלל, מחשבי-על מודרניים הם מספר רב של מחשבי שרת בעלי ביצועים גבוהים המחוברים זה לזה באמצעות עמוד שדרה מקומי במהירות גבוהה כדי להשיג ביצועים מרביים במסגרת גישת ההקבלה של משימת החישוב.

ב-1996 כתב אוצר מוזיאון המחשוב בבריטניה, דורון סוויד, מאמר בעל כותרת מרעישה: "סדרת מחשבי העל הרוסית BESM, שפותחה לפני יותר מ-40 שנה, עשויה להעיד על השקרים של ארה"ב, שהכריז על עליונות טכנולוגית בשנות המלחמה הקרה".

ואכן, אמצע שנות ה-1960 הייתה נקודת שיא בהיסטוריה של טכנולוגיית המחשבים הסובייטית. באותה תקופה עבדו בברית המועצות צוותים יצירתיים רבים - המכונים של S.A. לבדבה, I.S. ברוק, V.M. גלושקוב וכו'. במקביל, יוצרו סוגים רבים ושונים של מכונות, לרוב לא תואמות זו את זו, למטרות המגוונות ביותר.

ה-BESM-1965, שנוצר ב-1967 ושוחרר לראשונה ב-6, היה המחשב הרוסי המקורי, שעוצב בקנה אחד עם מקבילו המערבי. ואז היה ה"אלברוס" המפורסם, היה הפיתוח של BESM (Elbrus-B). V.M. גלושקוב יצר מכונת חישוב הנדסית נפלאה - "מיר-2" (אב טיפוס של מחשב אישי), שעדיין אין לה אנלוגים מערביים.

צוות אלברוס היה זה שהיה הראשון לפתח ארכיטקטורה על-סקלרית, ובנה את מכונת ה-Elbrus-1 על בסיסה שנים רבות לפני המערב. בצוות זה, כמה שנים מוקדם יותר מאשר בחברת "Cray" - מובילה מוכרת בייצור מחשבי-על, יושמו הרעיונות של מחשב רב-מעבד.

מחשב-על
מחשב העל Cray-2

בוריס ארתשסוביץ' באבאיין, מנחה מדעי של קבוצת אלברוס, פרופסור, חבר מקביל באקדמיה הרוסית למדעים, מאמין שההישג המשמעותי ביותר של הקבוצה הוא הארכיטקטורה של מכונת העל Elbrus-3. "המהירות הלוגית של המכונה הזו גבוהה בהרבה מזו של כל הקיימות, כלומר, על אותה חומרה, הארכיטקטורה הזו מאפשרת כמה פעמים להאיץ את ביצוע המשימה. הטמענו תמיכה בחומרה לתכנות מאובטח לראשונה זמן, אפילו לא ניסינו את זה במערב. "Elbrus-3 "נבנה בשנת 1991. הוא כבר היה מוכן במכון שלנו, התחלנו לנפות אותו. חברות מערביות דיברו כל כך הרבה על האפשרות ליצור ארכיטקטורה כזו .. הטכנולוגיה הייתה מגעילה, אבל הארכיטקטורה הייתה כל כך מושלמת שהמכונה הזו הייתה מהירה פי שניים ממכונית העל האמריקאית המהירה ביותר באותה תקופה, ה-Cray Y-MP."

העקרונות של תכנות מאובטח מיושמים כיום בתפיסה של שפת Java, ורעיונות דומים לאלו של אלברוס היוו כעת את הבסיס למעבד הדור החדש, Merced, שפותחה על ידי אינטל יחד עם HP. "אם אתה מסתכל על מרסד, זו כמעט אותה ארכיטקטורה כמו באלברוס-3. אולי כמה פרטים של מרסד שונים, ולא לטובה."

לכן, למרות הקיפאון הכללי, עדיין ניתן היה לבנות מחשבים ומחשבי-על. למרבה הצער, אותו דבר קרה למחשבים שלנו שקרה לתעשייה הרוסית בכלל. אבל כיום, פרמטר חדש, אקזוטי במבט ראשון, שואף בהתמדה להיכנס למספר האינדיקטורים המקרו-כלכליים המסורתיים (כמו תמ"ג ועתודות זהב ומטבע חוץ) - סך הקיבולת של המחשבים שיש למדינה. למחשבי-על יהיה הנתח הגדול ביותר במדד זה. לפני XNUMX שנים, המכונות הללו היו מפלצות ייחודיות, אך כעת הייצור שלהן הופעל.

"בתחילה, המחשב נוצר עבור חישובים מורכבים הקשורים לחקר גרעין ורקטות", כותב ארקדי וולובייק במגזין "קומפניה". מעטים יודעים שמחשבי-על עזרו לשמור על האיזון האקולוגי על פני כדור הארץ: במהלך המלחמה הקרה, מחשבים דימו שינויים ב נשק גרעיני, וניסויים אלה אפשרו בסופו של דבר למעצמות העל לנטוש את הניסויים האמיתיים של נשק אטומי. לפיכך, המחשב הרב-מעבד החזק Blue Pacific מבית IBM משמש בדיוק כדי לדמות ניסויים בנשק גרעיני. למעשה, מדעני המחשב לא תרמו להצלחתו של משא ומתן להפסקת ניסויים גרעיניים Compaq Computer Corp. בונה את מחשב העל הגדול באירופה המבוסס על 2500 מעבדי אלפא הנציבות הצרפתית לאנרגיה גרעינית תשתמש במחשב העל כדי לשפר את האבטחה של ארסנלים צרפתיים ללא ניסויים גרעיניים נוספים.

חישובים בקנה מידה גדול לא פחות נחוצים בתכנון טכנולוגיית התעופה. מודלים של פרמטרים של מטוס דורש כוח עצום - למשל, כדי לחשב את פני השטח של מטוס, יש צורך לחשב את הפרמטרים של זרימת האוויר בכל נקודה של הכנף וגוף המטוס, לסנטימטר רבוע. במילים אחרות, נדרש לפתור את המשוואה עבור כל סנטימטר רבוע, ושטח הפנים של המטוס הוא עשרות מטרים רבועים. כאשר משנים את הגיאומטריה של פני השטח, הכל חייב להיות מחושב מחדש. יתר על כן, חישובים אלה חייבים להיעשות במהירות, אחרת תהליך התכנון יתעכב. באשר לאסטרונאוטיקה, זה התחיל לא בטיסות, אלא בחישובים. למחשבי-על יש כאן תחום עצום ליישום".

תאגיד בואינג פרס צביר-על שפותח על ידי Linux NetworX ושימש לדמות התנהגות הדלק ברקטת Delta IV, שנועדה לשגר לוויינים למטרות שונות. מבין ארבע ארכיטקטורות האשכולות שנחשבו, בואינג בחרה באשכול Linux NetworX מכיוון שהוא מספק עלות תפעול מקובלת, ואף עולה על הדרישות של פרויקט Delta IV מבחינת כוח מחשוב. האשכול מורכב מ-96 שרתים המבוססים על מעבדי AMD Athlon 850 MHz, המחוברים ביניהם באמצעות חיבורי Ethernet מהירים.

בשנת 2001, IBM התקינה אשכול לינוקס של 512 מעבדים עם יכולת עיבוד של 478 מיליארד פעולות בשנייה עבור משרד ההגנה האמריקאי במרכז מחשוב העל בהוואי. בנוסף לפנטגון, האשכול ישמש גם מחלקות פדרליות ומוסדות מדעיים אחרים: בפרט, אשכול לחיזוי המהירות והכיוון של התפשטות שריפות יער. המערכת תכלול 256 שרתי IBM eServerx330 דקים, שכל אחד מהם מכיל שני מעבדי Pentium-III. השרתים יהיו מקושרים באמצעות מנגנון אשכולות שפותחה על ידי Myricom.

עם זאת, היקף מחשבי העל אינו מוגבל למתחם הצבאי-תעשייתי. כיום, חברות ביוטכנולוגיה הן לקוחות עיקריים של מחשבי-על.

מחשב-על
מחשב העל IBM BlueGene/L

"כחלק מתוכנית הגנום האנושי, IBM", כותב וולוביק, "קיבלה פקודה ליצור מחשב עם כמה עשרות אלפי מעבדים. עם זאת, פענוח הגנום האנושי אינו הדוגמה היחידה לשימוש במחשבים ב- ביולוגיה: יצירת תרופות חדשות כיום אפשרית רק עם שימוש במחשבים רבי עוצמה. לכן, ענקיות התרופות נאלצות להשקיע רבות בטכנולוגיית מחשבים, ויוצרות שוק עבור Hewlett-Packard, Sun, Compaq. לא כל כך מזמן, היצירה של תרופה חדשה ארכה 5-7 שנים והצריכה עלויות כספיות משמעותיות. כיום, לעומת זאת, תרופות מבוססות על מחשבים רבי עוצמה שלא רק "בונים" תרופות, אלא גם מעריכים את השפעתן על בני אדם. אימונולוגים אמריקאים יצרו תרופה שיכולה להילחם ב-160 וירוסים. תרופה זו עוצבה במחשב במשך שישה חודשים. דרך נוספת ליצור אותה תדרוש מספר שנים של עבודה".

ובמעבדה הלאומית של לוס אלמוס, מגיפת האיידס העולמית "גולגלה" בחזרה למקורה. נתונים על עותקים של וירוס האיידס הוכנסו למחשב-על, וזה איפשר לקבוע את מועד הופעת הנגיף הראשון - 1930.

באמצע שנות ה-1990, צץ שוק מרכזי נוסף למחשבי-על. שוק זה קשור ישירות להתפתחות האינטרנט. נפח המידע ברשת הגיע לממדים חסרי תקדים וממשיך לגדול. יתרה מכך, המידע באינטרנט גדל באופן לא ליניארי. לצד העלייה בנפח הנתונים, גם צורת ההצגה שלהם משתנה - לטקסט ולציורים נוספו מוזיקה, וידאו ואנימציה. כתוצאה מכך התעוררו שתי בעיות – היכן לאחסן את כמות הנתונים ההולכת וגדלה וכיצד לצמצם את הזמן שלוקח למציאת המידע הנכון.

מחשבי-על משמשים גם בכל התחומים בהם יש צורך בעיבוד כמויות גדולות של נתונים. למשל בבנקאות, לוגיסטיקה, תיירות, תחבורה. קומפאק העניקה לאחרונה חוזה של 200 מיליון דולר למחשבי-על למשרד האנרגיה האמריקאי.

Hironobu Sakaguchi, נשיא חברת משחקי המחשב Square, אומר, "היום אנחנו יוצרים סרט על סמך המשחקים שלנו. Square "מחשב" פריים אחד מסרט ב-5 שעות. ב-GCube, הפעולה הזו לוקחת 1/30 שנייה ." כך, תהליך הפקת המדיה מגיע לרמה חדשה: זמן העבודה על המוצר מצטמצם, עלות סרט או משחק מופחתת משמעותית.

רמת התחרות הגבוהה מאלצת את השחקנים להוזיל את מחירי מחשבי העל. אחת הדרכים להוריד את המחיר היא להשתמש במעבדים סטנדרטיים רבים. פתרון זה הומצא על ידי כמה "שחקנים" של שוק המחשבים הגדול בבת אחת. כתוצאה מכך, שרתים סדרתיים זולים יחסית הופיעו בשוק לשביעות רצונם של הקונים.

ואכן, קל יותר לחלק חישובים מסורבלים לחלקים קטנים ולהפקיד את הביצוע של כל חלק כזה בידי מעבד נפרד בייצור המוני לא יקר. לדוגמה, ASCI Red של חברת "Intel", שתפסה עד לאחרונה את השורה הראשונה בטבלת TOP500 של המחשבים המהירים בעולם, מורכבת מ-9632 מעבדי פנטיום קונבנציונליים. יתרון חשוב נוסף של ארכיטקטורה זו הוא המדרגיות שלה: פשוט על ידי הגדלת מספר המעבדים, ניתן להגביר את ביצועי המערכת. נכון, עם כמה הסתייגויות: ראשית, עם עלייה במספר צמתי מחשוב בודדים, הביצועים אינם גדלים ביחס ישר, אלא לאט יותר, חלק מהזמן מושקע בהכרח בארגון האינטראקציה של המעבדים זה עם זה, ו שנית, מורכבות התוכנה עולה באופן משמעותי. אבל הבעיות הללו נפתרות בהצלחה, ועצם הרעיון של "מחשוב מקביל" מתפתח כבר יותר מעשור.

"בתחילת שנות התשעים עלה רעיון חדש", כותב יורי רביץ' ב-Izvestia, "אשר נקרא מטה-מחשוב, או "מחשוב מבוזר". עם ארגון כזה של התהליך, צמתי מחשוב בודדים אינם משולבים יותר מבחינה מבנית. לגוף אחד משותף, אך לייצג בתחילה, זה נועד לשלב מחשבים ברמות שונות לתוך קומפלקס מחשוב אחד, לדוגמה, עיבוד נתונים ראשוני יכול להתבצע על תחנת עבודה של משתמש, מידול בסיסי - על מחשב על וקטור-צינור, פתרון גדול מערכות של משוואות ליניאריות - על מערכת מקבילה מסיבית, והדמיה של התוצאות - בתחנה גרפית מיוחדת.

תחנות נפרדות המחוברות באמצעות ערוצי תקשורת מהירים יכולות להיות באותה דרגה, כך מסודר מחשב העל ASCI White מבית IBM, שלקח כעת את הקו הראשון ב-TOP500, המורכב מ-512 שרתי RS/6000 נפרדים ( המחשב שניצח את קספרוב). אבל ההיקף האמיתי של רעיון ה"הפצה" שנרכש עם התפשטות האינטרנט. למרות שערוצי התקשורת בין צמתים בודדים ברשת כזו בקושי יכולים להיקרא "מהירות גבוהה", מצד שני, ניתן לגייס את הצמתים עצמם במספר כמעט בלתי מוגבל: כל מחשב בכל חלק בעולם יכול להיות מעורב בביצוע משימה שהוגדרה בקצה הנגדי של כדור הארץ.

לראשונה, הציבור הרחב התחיל לדבר על "מחשוב מבוזר" בקשר להצלחה הפנומנלית של החיפוש SETI@Home אחר תרבויות חוצניות. 1,5 מיליון מתנדבים שמוציאים את כספם בלילות על חשמל למען המטרה הנעלה של מציאת מגע עם חייזרים מספקים 8 Tflops של כוח מחשוב, שנמצא רק מעט מאחורי בעל השיא - מחשב העל ASCI White שהוזכר מפתח "מהירות" של 12 Tflops. לדברי מנהל הפרויקט דיוויד אנדרסון, "מחשב-על יחיד השווה בעוצמתו לפרויקט שלנו יעלה 100 מיליון דולר, ויצרנו אותו כמעט מכלום".

קולין פרסיבל, סטודנט צעיר למתמטיקה מארה"ב, הדגים ביעילות את האפשרויות של מחשוב מבוזר. במשך 2,5 שנים, בעזרת 1742 מתנדבים מחמישים מדינות העולם, הוא קבע שלושה שיאים בבת אחת בתחרות ספציפית, שמטרתה לקבוע ספרות עוקבות חדשות של המספר "pi". בעבר, הוא הצליח לחשב את החמישה וארבעים טריליון המקומות העשרוניים, ולאחרונה הוא הצליח לקבוע איזו דמות נמצאת במיקום הקוודריליון.

הביצועים של מחשבי-על נמדדים לרוב ומתבטאים בפעולות נקודה צפה בשנייה (FLOPS). זאת בשל העובדה שמשימות המידול הנומרי, שעבורן נוצרים מחשבי-על, דורשות לרוב חישובים הקשורים למספרים ממשיים ברמת דיוק גבוהה, ולא במספרים שלמים. לכן, עבור מחשבי-על, מדד למהירות של מערכות מחשב קונבנציונליות אינו ישים - מספר מיליוני פעולות בשנייה (MIPS). עם כל העמימות והקירוב שלה, ההערכה בפלופים מקלה על השוואה בין מערכות מחשבי-על זו לזו, על סמך קריטריון אובייקטיבי.

למחשבי העל הראשונים היו ביצועים בסדר גודל של 1 kflops, כלומר. 1000 פעולות נקודה צפה בשנייה. מחשב CDC 6600, בעל ביצועים של מיליון פלופים (1 Mflops), נוצר ב-1. רף המיליארד פלופים (1964 ג'יגה-פלופ) עלה על ידי מחשב העל NEC SX-1 ב-1 עם ציון של 2 Gflops. גבול ה-1983 טריליון פלופים (1.3 Tflops) הושג ב-1 על ידי מחשב העל ASCI Red. אבן הדרך של 1 קוודריליון פלופים (1996 Petaflops) נלקחה ב-1 על ידי מחשב העל של IBM Roadrunner. מתבצעת עבודה לבניית מחשבים בקנה מידה גבוה המסוגלים לבצע 1 קווינטיליון פעולות נקודה צפה בשנייה עד 2008.

מחבר: Musskiy S.A.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו:

▪ תקשורת סלולרית

▪ ריץ רץ

▪ שלט רחוק

ראה מאמרים אחרים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מריצה עם רגליים 21.10.2002

כידוע, המתמטיקאי הצרפתי הגדול בלייז פסקל המציא את המריצה הרגילה עם גלגל אחד. אבל המהנדס האמריקאי, מומחה לרובוטים, Homayun Kazeruni מציע מריצה עם שתי רגליים.

הרגליים מונעות על ידי מנוע בנזין ממכסחת דשא, אדם יכול רק לתמוך בידיות ולכוון את התנועה. המריצה יכולה לנוע בזריזות על פני שטח קשים ומדרגות, לשאת עומס של עד 45 קילוגרם. אב הטיפוס עלה 10 דולר, אבל Kazeruni מבטיח שדגימת ייצור המוני, שאמורה להיות מוכנה בעוד כשנה, תעלה פחות.

ההנחה היא שמריצה כזו תועיל, למשל, למחלצים העובדים על חורבות בתים לאחר רעידת אדמה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מודול NFC לעבודה עם תג דינמי ST25DV04

▪ שלט מפתח מסוג TRENDnet USB 3.0 עם תמיכה ב-IEEE 802.11ac

▪ מיקרו-מעבדים המבוססים על קוד טריני עבור האינטרנט של הדברים

▪ מזל"ט סיור RQ-4D Phoenix

▪ למידה מחוץ לבית הספר מועילה יותר

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר גלאי חוזק שדה. בחירת מאמרים

▪ כתבה נולדנו להגשים אגדה. ביטוי פופולרי

▪ מאמר איזה שומר מסך עבור שבוי הקווקז לא הורשה על ידי הצנזורה הסובייטית? תשובה מפורטת

▪ מאמר מכונאי בעל פרופיל רחב. תיאור משרה

▪ מאמר Triac מייצב חום. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מגבר כוח KB משדר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר