Навсякъде по света Суперкомпютър, списание Popular Mechanics
Има много научни проблеми, които изискват много мощни компютри за решаване. Например симулиране на ядрени тестове - точно това прави най-мощният суперкомпютър в света Roadrunner. Прогнозата за времето изисква огромен ресурс на изчислителна мощ - точно за тази цел Хидрометеорологичният център на Русия наскоро придоби нов 30-тонен суперкомпютър с изчислителна производителност от 27 терафлопса. И това са само два примера за огромен брой подобни проблеми. Доскоро те обикновено се решаваха с помощта на суперкомпютри.
Суперкомпютри и клъстери
Обичайно е да се говори за суперкомпютри като изчислителни системи с огромна производителност, които се състоят от голям брой изчислителни възли, обединени в един ресурс. По-малко продуктивните изчислителни системи са клъстери, в които функцията на изчислителните възли е възложена на самостоятелни компютри, свързани към високоскоростна мрежа за обмен на данни. Клъстерните компютри могат да бъдат разположени в различни стаи и дори сгради - навсякъде, където може да се изтегли мрежов кабел. Много изследователски центрове и големи университети отдават предпочитание на клъстерите като евтина алтернатива на суперкомпютрите, като използват за тази цел техния парк от компютърно оборудване. Суперкомпютрите и клъстерите се различават само външно, всъщност те работят по подобен начин и се отнасят до системи за паралелни мрежови изчисления - мрежови мрежи (английски grid - решетка, мрежа). Този вид изчисления се отличава с високоскоростното взаимодействие на изчислителните възли помежду си, което прави възможно симулирането на хода на сложни природни процеси.
Всеки час на суперкомпютъра е планиран с месеци напред. Изследователските екипи почти се борят помежду си, за да получат достъп до конзолите на изчислителните гиганти. И в същото време техническите средства с обща мощност, способни да включат целия TOP500 на най-производителните суперкомпютри в света, не работят в света.
Малка кръв
Разпределените изчисления перфектно се справят със задачи за изброяване - например при търсене на прости числа или съвпадение на конфигурацията на молекули на потенциални лекарства и целеви протеини, с обработка на данни от преки наблюдения в радиоастрономията и астрофизиката, с мащабно моделиране на природните процеси, както и с развитието на математическия апарат за научни изследвания ... Специализацията се обяснява с трудностите при установяването на ефективно взаимодействие между персонала, разпръснат по целия свят. Следователно общият изчислителен проблем не е „погълнат“ изцяло, а е разделен на отделни блокове, изчислени на различни компютри в произволен ред и независимо един от друг.
Отстъпването на професионални клъстерни системи в специфична производителност на единица процесор, персонални компютри, лаптопи и сървъри на разпределени изчислителни участници се броят на брой: армията им нараства с бързи темпове, докато пускането на нови суперкомпютри е рядко събитие, което поражда новините.
От математика до извънземен интелект
Идеята за споделяне на изчислителните ресурси на множество машини датира от зората на изчислителната ера. През 1973 г. Джон Schoch и Jon Hupp от известния калифорнийски изследователски център Xerox PARC (Palo Alto Research Center) написаха програма, която се изпълнява през нощта в локалната мрежа на PARC, разпространява се върху работещи компютри и ги принуждава да извършват изчисления.
Квантов скок в осигуряването на сътрудничеството на много компютри за една задача се случи с появата на първите персонални компютри и електронна поща. През 1988 г. Arjen Lenstra и Marc Menes написаха програма за разлагане на дълги числа. За да ускори процеса, програмата може да работи на няколко несвързани машини, всяка от които обработва свой собствен малък фрагмент. Нови блокове със задачи бяха изпратени на компютрите на участниците от централния сървър на проекта чрез редовна електронна поща. Две години и няколкостотин персонални компютри отнеха успешно на тази общност, за да успее да вземе предвид 100 цифри. С успешното завършване на проекта Lenstra-Menes, нов жизнеспособен клон израсна на дървото на еволюцията на изчислителните системи - разпределени изчисления.