Вычислительная мощность компьютера: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Добавлены ссылки
 
(не показано 27 промежуточных версий 18 участников)
Строка 1: Строка 1:
{{otheruses|Производительность}}
{{otheruses|Производительность}}
'''Вычислительная мощность компьютера''' ('''производительность компьютера''') — это количественная характеристика скорости выполнения определённых [[Операция (математика)|операций]] на [[компьютер]]е. Чаще всего вычислительная мощность измеряется в [[FLOPS|флопсах]] (количество операций с [[Числа с плавающей запятой|плавающей точкой]] в [[Секунда|секунду]]), а также производными от неё. На данный момент принято причислять к [[суперкомпьютер]]ам системы с вычислительной мощностью более 10 [[Терафлопс]] (10*10<sup>12</sup> или десять триллионов флопс; для сравнения среднестатистический современный [[настольный компьютер]] имеет производительность порядка 0.1 Терафлопс). Одна из наиболее мощных на тесте Linpack компьютерных систем — японский [[K_computer|K computer]] — имеет производительность, превышающую 10,5 Петафлопс<ref name="top500">[http://top500.org/lists/2011/11 Топ 500 лист суперкомпьютеров]{{ref-en}}</ref>.
'''Вычислительная мощность компьютера''' ('''производительность компьютера''') — это количественная характеристика скорости выполнения определённых [[Операция (математика)|операций]] на [[компьютер]]е. Чаще всего вычислительная мощность измеряется во [[FLOPS|флопсах]] (количество операций с [[Числа с плавающей запятой|плавающей запятой]] в [[Секунда|секунду]]), а также производными от неё.
На данный момент принято причислять к [[суперкомпьютер]]ам системы с вычислительной мощностью более 10 [[терафлопс]]ов (10*10<sup>12</sup> или десять триллионов флопсов; для сравнения - среднестатистический современный [[настольный компьютер]] имеет производительность порядка 0,1 терафлопса). Одна из наиболее мощных на тесте HPL компьютерных систем — китайский [[Sunway TaihuLight]] — имеет производительность, превышающую несколько десятков петафлопсов<ref name="top500">[http://top500.org/lists/2016/11/ Топ 500 лист суперкомпьютеров] {{Wayback|url=http://top500.org/lists/2016/11/ |date=20161116163939 }}, ноябрь 2016{{ref-en}}</ref>.


== Неоднозначность определения ==
== Неоднозначность определения ==
Существует несколько сложностей при определении вычислительной мощности суперкомпьютера. Во-первых, следует иметь в виду, что производительность системы может сильно зависеть от типа выполняемой задачи. В частности, отрицательно сказывается на вычислительной мощности необходимость частого [[Передача данных|обмена данных]] между составляющими компьютерной системы, а также частое обращение к [[Компьютерная память|памяти]]. В связи с этим выделяют пиковую вычислительную мощность — гипотетически максимально возможное количество операций над числами с плавающей запятой в секунду, которое способен произвести данный суперкомпьютер.
Существует несколько сложностей при определении вычислительной мощности суперкомпьютера. Во-первых, следует иметь в виду, что производительность системы может сильно зависеть от типа выполняемой задачи. В частности, отрицательно сказывается на вычислительной мощности необходимость частого [[Передача данных|обмена данных]] между составляющими компьютерной системы, а также частое обращение к [[Компьютерная память|памяти]]. В связи с этим выделяют пиковую вычислительную мощность — гипотетически максимально возможное количество операций над числами с плавающей запятой в секунду, которое способен произвести данный суперкомпьютер.


Важную роль играет также [[разрядность]] значений, обрабатываемых программой (обычно имеется в виду формат чисел с плавающей запятой). Так, например, у [[GPGPU|графических процессоров]] [[NVIDIA Tesla]] первых двух поколений<!--у Fermi (~3поколение CUDA) есть 64-бит --> максимальная производительность в режиме одинарной точности (32 [[бит]]) составляет порядка 1 Терафлопс, однако при проведении вычислений с двойной точностью (64 бит) она в 10 раз ниже. (Так, в чипах серии GF200 в 10 раз меньше блоков с поддержкой FP64<ref> http://www.ixbt.com/video3/cuda-1.shtml "для поддержки FP64 вычислений в NVIDIA решили сделать выделенные вычислительные блоки. И в GT200 их в десять раз меньше, чем блоков FP32 (по одному блоку двойной точности на каждый мультипроцессор)." </ref>).<!-- {{нет АИ|14|08|2010}}<! -- для более честного сравнения нужно сравнивать возможности аппаратуры. И если fpu 32 бит в 8 раз больше чем fpu 64 бит, то разница будет в 8 раз. Кроме того fpu 32 бит есть в других частях чипа-->
Важную роль играет также [[разрядность]] значений, обрабатываемых программой (обычно имеется в виду формат чисел с плавающей запятой). Так, например, у [[GPGPU|графических процессоров]] [[NVIDIA Tesla]] первых двух поколений<!--у Fermi (~3поколение CUDA) есть 64-бит --> максимальная производительность в режиме одинарной точности (32 [[бит]]) составляет порядка 1 терафлопса, однако при проведении вычислений с двойной точностью (64 бит) она в 10 раз ниже (так, в микросхемах серии GF200 в 10 раз меньше блоков с поддержкой вычислений с двойной точностью<ref>http://www.ixbt.com/video3/cuda-1.shtml {{Wayback|url=http://www.ixbt.com/video3/cuda-1.shtml |date=20120423061457 }} "для поддержки FP64 вычислений в NVIDIA решили сделать выделенные вычислительные блоки. И в GT200 их в десять раз меньше, чем блоков FP32 (по одному блоку двойной точности на каждый мультипроцессор)."</ref>).<!-- {{нет АИ|14|08|2010}}<! -- для более честного сравнения нужно сравнивать возможности аппаратуры. И если fpu 32 бит в 8 раз больше чем fpu 64 бит, то разница будет в 8 раз. Кроме того fpu 32 бит есть в других частях чипа-->


== Измерение производительности ==
== Измерение скорости производительности ==
Оценка реальной вычислительной мощности производится путём прохождения специальных тестов ([[Бенчмарк (компьютер)|бенчмарков]]) — набора программ специально предназначенных для проведения вычислений и измерения времени их выполнения. Обычно оценивается скорость решения системой большой [[Система линейных алгебраических уравнений|системы линейных алгебраических уравнений]], что обусловливается, в первую очередь, хорошей [[масштабируемость]]ю этой задачи.
Оценка реальной вычислительной мощности производится путём прохождения специальных тестов ([[Бенчмарк (компьютер)|бенчмарков]]) — набора программ, специально предназначенных для проведения вычислений и измерения времени их выполнения. Обычно оценивается скорость решения системой большой [[Система линейных алгебраических уравнений|системы линейных алгебраических уравнений]], что обусловливается, в первую очередь, хорошей [[масштабируемость]]ю этой задачи.


Наиболее популярным тестом производительности является [[Linpack]] benchmark. В частности, HPL (альтернативная реализация Linpack)<ref name="ixbt">[http://www.ixbt.com/cpu/cluster-benchtheory.shtml Обзор некоторых пакетов измерения производительности кластерных систем]</ref> используется при составлении списка [[TOP500]] суперкомпьютеров в мире<ref>[http://www.top500.org/project/linpack TOP500. The Linpack Benchmark]{{ref-en}}</ref>.
Наиболее популярным тестом производительности является [[Linpack]] benchmark. В частности, HPL (высокопараллельная реализация Linpack с применением MPI)<ref name="ixbt">{{Cite web |url=http://www.ixbt.com/cpu/cluster-benchtheory.shtml |title=Обзор некоторых пакетов измерения производительности кластерных систем |access-date=2009-12-01 |archive-date=2012-04-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120418173701/http://www.ixbt.com/cpu/cluster-benchtheory.shtml |deadlink=no }}</ref> используется при составлении списка [[TOP500]] суперкомпьютеров в мире<ref>[http://www.top500.org/project/linpack TOP500. The Linpack Benchmark] {{Wayback|url=http://www.top500.org/project/linpack |date=20120521004924 }}{{ref-en}}</ref>.


Другими популярными программами для проведения тестирования являются [[NAMD]]<ref>[http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/performance.html NAMD Performance]{{ref-en}}</ref> (решение задач [[Молекулярная динамика|молекулярной динамики]]), HPCC ([[HPC Challenge Benchmark]]), [[NAS Parallel Benchmarks]]<ref name="ixbt" />.
Другими популярными программами для проведения тестирования являются [[NAMD]]<ref>[http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/performance.html NAMD Performance] {{Wayback|url=http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/performance.html |date=20120502102501 }}{{ref-en}}</ref> (решение задач [[Молекулярная динамика|молекулярной динамики]]), HPCC ([[HPC Challenge Benchmark]]), [[NAS Parallel Benchmarks]]<ref name="ixbt" />.

В 2022 году, согласно обновлённому рейтингу TOP500 суперЭВМ, [[Эксафлопс|экзафлопсный]] барьер был преодолён официально.<ref>Геннадий Детинич. [https://3dnews.ru/1067288/kitay-perestal-raskrivat-dannie-po-noveyshim-superkompyuteram-eto-snigaet-tsennost-mirovih-reytingov Китай перестал раскрывать данные о новейших суперкомпьютерах — это снижает ценность мировых рейтингов] {{Wayback|url=https://3dnews.ru/1067288/kitay-perestal-raskrivat-dannie-po-noveyshim-superkompyuteram-eto-snigaet-tsennost-mirovih-reytingov |date=20220913180919 }} // 4.06.2022</ref>


== Наиболее мощные суперкомпьютеры ==
== Наиболее мощные суперкомпьютеры ==
{{main|TOP500}}
{{главная|TOP500}}
По состоянию на июнь 2011 года наиболее мощными суперкомпьютерами являются<ref name="top500" />:
По состоянию на июнь 2011 года наиболее мощными суперкомпьютерами являются<ref name="top500" />:
* [[JUGENE]] — располагается в [[Германия|Германии]] в [[Исследовательский центр Юлиха|Исследовательском центре Юлиха]]. Разработан в рамках проекта [[Blue Gene]] компанией IBM.
* [[JUGENE]] — располагается в [[Германия|Германии]] в [[Исследовательский центр Юлиха|Исследовательском центре Юлиха]]. Разработан в рамках проекта [[Blue Gene]] компанией IBM.
* [[Kraken XT5]] — располагается в США в [[Университет Теннесси|университете Теннесси]]. Создан [[Cray|Cray Inc.]]
* [[Kraken XT5]] — располагается в США в [[Университет Теннесси|университете Теннесси]]. Создан компанией [[Cray|Cray Inc.]]
* [[IBM Roadrunner|Roadrunner]] — располагается в США в [[Лос-Аламосская национальная лаборатория|Лос-Аламосской национальной лаборатории]]. Первый суперкомпьютер, пиковая производительность которого превысила уровень 1 Петафлопса<ref>[http://www.osp.ru/cw/2008/22/5154085/ Пришла пора замахнуться на экзафлоп?]</ref>. Создан компанией [[IBM]]. Особенностью является использование гибридной архитектуры, в которой основная вычислительная мощность обеспечивается процессорами [[Cell]].
* [[IBM Roadrunner|Roadrunner]] — располагается в США в [[Лос-Аламосская национальная лаборатория|Лос-Аламосской национальной лаборатории]]. Первый суперкомпьютер, пиковая производительность которого превысила уровень 1 петафлопса<ref>{{Cite web |url=http://www.osp.ru/cw/2008/22/5154085/ |title=Пришла пора замахнуться на экзафлоп? |access-date=2009-12-01 |archive-date=2011-02-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110204151336/http://www.osp.ru/cw/2008/22/5154085/ |deadlink=no }}</ref>. Создан компанией [[IBM]]. Особенностью является использование гибридной архитектуры, в которой основная вычислительная мощность обеспечивается процессорами [[Cell (архитектура)|Cell]].
* [[Jaguar (суперкомпьютер)|Jaguar]] — располагается в [[США]] в [[Национальная лаборатория Оук-Ридж|национальной лаборатории Оук-Ридж]], основан на серверных [[процессор]]ах [[AMD Opteron]]. Создан компанией [[Cray|Cray Inc.]]
* [[Jaguar (суперкомпьютер)|Jaguar]] — располагается в [[США]] в [[Национальная лаборатория Оук-Ридж|национальной лаборатории Оук-Ридж]], основан на серверных [[процессор]]ах [[AMD Opteron]]. Создан компанией [[Cray|Cray Inc.]]
* [[Тяньхэ-1А]] — первый [[Китай|китайский]] суперкомпьютер петафлопсного класса<ref>[http://www.cybersecurity.ru/hard/82134.html В мире обозначился новый мощнейший суперкомпьютер]</ref>. Создан [[национальный университет оборонных технологий |Национальным университетом оборонных технологией Китая]]. Особенностью архитектуры является наличие графических карт [[Radeon R700|ATI Radeon HD 4870]], сравнительно недавно предложенных для использования в сверхпроизводительных решениях.
* [[Тяньхэ-1А]] — первый [[китай]]ский суперкомпьютер петафлопсного класса<ref>{{Cite web |url=http://www.cybersecurity.ru/hard/82134.html |title=В мире обозначился новый мощнейший суперкомпьютер |accessdate=2009-12-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20101204123018/http://www.cybersecurity.ru/hard/82134.html |archivedate=2010-12-04 |deadlink=yes }}</ref>. Создан [[национальный университет оборонных технологий|Национальным университетом оборонных технологией Китая]]. Особенностью архитектуры является наличие графических карт [[Radeon R700|ATI Radeon HD 4870]], сравнительно недавно предложенных для использования в сверхпроизводительных решениях.
* [[K computer]] — располагается в [[Япония|Японии]] в [[RIKEN|Институте физико-химических исследований]]. Разработан компанией [[Fujitsu]].
* [[K computer]] — располагается в [[Япония|Японии]] в [[RIKEN|Институте физико-химических исследований]]. Разработан компанией [[Fujitsu]].
* [https://dzen.ru/a/Y8V1vEMPdQfmfsRh Chervonenkis] - располагается в России, г.Сасово, заявленная производительность 21.5петафлопс, пиковая до 29. Принадлежит компании Яндекс. Ей же принадлежит [https://dzen.ru/a/Y8V1vEMPdQfmfsRh Lyapunuv] (пиковая 20 петафлопс). Оба суперкомпьютера в качестве GPU используют NVIDIA A100 40G.

{{обновить}}
Наивысшее место, занятое Россией — 12-е в ноябре 2009 года, с суперкомпьютером [[Ломоносов_(суперкомпьютер)|Ломоносов]]. На ноябрь 2011 года после обновления суперкомпьютер Ломоносов занимает 18-е место<ref name="top500" />.


== См. также ==
== См. также ==
* [[Миф о мегагерцах]]
* [[Миф о мегагерцах]]
* [[Folding@home]]
* [[Параллельные вычисления]]
* [[Многопоточность (аппаратное обеспечение)|Многопоточность]]


== Примечания ==
== Примечания ==
{{примечания}}
{{примечания}}


[[Категория:Суперкомпьютеры]]
[[Категория:Тестирование]]

Текущая версия от 09:10, 3 марта 2024

У этого термина существуют и другие значения, см. Производительность.

Вычислительная мощность компьютера (производительность компьютера) — это количественная характеристика скорости выполнения определённых операций на компьютере. Чаще всего вычислительная мощность измеряется во флопсах (количество операций с плавающей запятой в секунду), а также производными от неё.

На данный момент принято причислять к суперкомпьютерам системы с вычислительной мощностью более 10 терафлопсов (10*1012 или десять триллионов флопсов; для сравнения - среднестатистический современный настольный компьютер имеет производительность порядка 0,1 терафлопса). Одна из наиболее мощных на тесте HPL компьютерных систем — китайский Sunway TaihuLight — имеет производительность, превышающую несколько десятков петафлопсов[1].

Неоднозначность определения

[править | править код]

Существует несколько сложностей при определении вычислительной мощности суперкомпьютера. Во-первых, следует иметь в виду, что производительность системы может сильно зависеть от типа выполняемой задачи. В частности, отрицательно сказывается на вычислительной мощности необходимость частого обмена данных между составляющими компьютерной системы, а также частое обращение к памяти. В связи с этим выделяют пиковую вычислительную мощность — гипотетически максимально возможное количество операций над числами с плавающей запятой в секунду, которое способен произвести данный суперкомпьютер.

Важную роль играет также разрядность значений, обрабатываемых программой (обычно имеется в виду формат чисел с плавающей запятой). Так, например, у графических процессоров NVIDIA Tesla первых двух поколений максимальная производительность в режиме одинарной точности (32 бит) составляет порядка 1 терафлопса, однако при проведении вычислений с двойной точностью (64 бит) она в 10 раз ниже (так, в микросхемах серии GF200 в 10 раз меньше блоков с поддержкой вычислений с двойной точностью[2]).

Измерение скорости производительности

[править | править код]

Оценка реальной вычислительной мощности производится путём прохождения специальных тестов (бенчмарков) — набора программ, специально предназначенных для проведения вычислений и измерения времени их выполнения. Обычно оценивается скорость решения системой большой системы линейных алгебраических уравнений, что обусловливается, в первую очередь, хорошей масштабируемостью этой задачи.

Наиболее популярным тестом производительности является Linpack benchmark. В частности, HPL (высокопараллельная реализация Linpack с применением MPI)[3] используется при составлении списка TOP500 суперкомпьютеров в мире[4].

Другими популярными программами для проведения тестирования являются NAMD[5] (решение задач молекулярной динамики), HPCC (HPC Challenge Benchmark), NAS Parallel Benchmarks[3].

В 2022 году, согласно обновлённому рейтингу TOP500 суперЭВМ, экзафлопсный барьер был преодолён официально.[6]

Наиболее мощные суперкомпьютеры

[править | править код]
Основная статья: TOP500

По состоянию на июнь 2011 года наиболее мощными суперкомпьютерами являются[1]:

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 Топ 500 лист суперкомпьютеров Архивная копия от 16 ноября 2016 на Wayback Machine, ноябрь 2016 (англ.)
  2. ↑ http://www.ixbt.com/video3/cuda-1.shtml Архивная копия от 23 апреля 2012 на Wayback Machine "для поддержки FP64 вычислений в NVIDIA решили сделать выделенные вычислительные блоки. И в GT200 их в десять раз меньше, чем блоков FP32 (по одному блоку двойной точности на каждый мультипроцессор)."
  3. ↑ 1 2 Обзор некоторых пакетов измерения производительности кластерных систем. Дата обращения: 1 декабря 2009. Архивировано 18 апреля 2012 года.
  4. ↑ TOP500. The Linpack Benchmark Архивная копия от 21 мая 2012 на Wayback Machine (англ.)
  5. ↑ NAMD Performance Архивная копия от 2 мая 2012 на Wayback Machine (англ.)
  6. ↑ Геннадий Детинич. Китай перестал раскрывать данные о новейших суперкомпьютерах — это снижает ценность мировых рейтингов Архивная копия от 13 сентября 2022 на Wayback Machine // 4.06.2022
  7. ↑ Пришла пора замахнуться на экзафлоп? Дата обращения: 1 декабря 2009. Архивировано 4 февраля 2011 года.
  8. ↑ В мире обозначился новый мощнейший суперкомпьютер. Дата обращения: 1 декабря 2009. Архивировано из оригинала 4 декабря 2010 года.
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Вычислительная_мощность_компьютера&oldid=136475773