При слові суперкомп’ютер, уява малює образ масивних машин, що перегріваються. Машини, що перевернули світ обчислювальних технологій, що займають чималий простір і постійно працюють над обробкою даних та видачею необхідних обчислень. Для багатьох, напевне, стане несподіванкою те, що навіть при всюдисущому характері персональних ПК та мережевих систем, суперкомп’ютери все ще використовуються в різних операціях.
Суперкомп’ютери були спочатку розроблені для злому кодів. Ще однією первинною функцією було проведення величезної кількості розрахунків одночасно. Щоразу, коли ви перевіряєте додаток про прогноз погоди на своєму телефоні, Національне управління океанами та атмосферою (NOAA) використовує суперкомп’ютер під назвою Оперативна суперкомп’ютерна система погоди та клімату для прогнозу погоди, прогнозування погодних подій, а також відстеження космічних та океанічних погодних дій. Але суперкомп’ютери – це не просто серйозні, інтелектуальні машини. Деякі з них буквально використовуються для розваг та ігор. Візьмемо World of Warcraft або PokerStars, дико популярні онлайн-ігри. Якщо мільйон людей грає одночасно, графіка та швидкість мають надзвичайно важливе значення. Тут і приходять на допомогу суперкомп’ютери, які використовуються для здійснення нескінченних розрахунків, які допомагають грі підтримувати глобальний характер.
Великі технологічні компанії, включаючи Microsoft, IBM та Intel, завзято займаються квантовими обчисленнями, що досі є новою та досить дивовижною технологією, яка дозволить значно прискорити обробку інформації.
Минулого тижня Google оголосив, що досяг прориву в квантових обчисленнях, заявивши, що розробив експериментальний процесор, якому знадобилося всього декілька хвилин, щоб виконати розрахунок, на який сучасний найкращий суперкомп’ютер у світі витратив би тисячі років. Такий подвиг може коли-небудь відкрити двері для машин настільки швидких, що вони зможуть революціонізувати такі завдання, як пошук нових лікарських засобів, розробку набагато розумніших систем штучного інтелекту, а також зламування шифрувань, що захищають деякі найпотаємніші таємниці світу. Таке практичне використання ще, мабуть, не станеться в найближчі кілька десятків років, зазначили вчені. Але останні висновки, опубліковані в науковому журналі Nature, показують, що «квантове прискорення досягається в реальній системі і йому не перешкоджають жодні приховані фізичні закони», – написали дослідники.
Квантовий процесор Google виглядає як перевернутий сміттєвий контейнер, з якого виходить ряд трубок, які використовуються для подачі сигналів до мікросхеми. Для захисту та збереження мікросхем вся машина зберігається в прохолодній камері.
Квантовий процесор Sycamore технологічного гіганта зміг виконати конкретну задачу за 200 секунд, а для найкращого суперкомп’ютера світу знадобиться 10 000 років для завершення аналогічного завдання. Вчені працювали над квантовими комп’ютерами десятиліттями, оскільки вони обіцяють набагато більшу швидкість.
Що робить суперкомп’ютер таким особливим? Саме визначення дещо важко сформулювати. По суті, суперкомп’ютер – це будь-який комп’ютер, який є однією з найпотужніших, найшвидших систем у будь-який момент часу. В процесі технологічного прогресу, суперкомп’ютерам теж доводиться удосконалюватися та піднімати свої показники.
Однак є кілька речей, які дозволяють комп’ютеру вийти на «супер» територію. Зазвичай вони мають більше ніж один центральний процесор (CPU), який дозволяє комп’ютеру здійснювати швидше перемикання ланцюгів і виконувати більше завдань одночасно (через це суперкомп’ютер також має величезну кількість пам’яті, що дозволяє йому отримувати доступ до багатьох завдань одночасно). Він також має можливість проводити векторну арифметику, а це означає, що він може обчислювати кілька списків операцій на відміну від звичайних комп’ютерів, які проводять одну операцію за раз.
Станом на вересень 2012 року, найшвидший комп’ютер у світі – поки що, у будь-якому випадку – це машина Sequoia IBM, яка може працювати зі швидкістю 16,32 петафлопсів в секунду. Щоб було зрозуміліше, це 16 000 трильйонів операцій. Він використовується для забезпечення безпеки ядерної зброї та для проведення масштабних розрахунків молекулярної динаміки.
Отже, так: ми все ще отримуємо користь від суперкомп’ютерів. Ми використовуємо їх, коли граємо у відеоігри та для підтримки безпеки країни. Вони допомагають нам передбачити, чи потрібно нам взяти сьогодні парасольку по дорозі на роботу, чи, можливо, час пройти ЕКГ. І оскільки обчислення стають швидшими, можливості для використання суперкомп’ютерів у майбутньому нескінченні.
Незважаючи на те, що більшість з нас вважає, що технологічна революція відбувається на персональних комп’ютерах, смартфонах та планшетах, правда полягає в тому, що саме суперкомп’ютери покажуть нам, наскільки далеко йдуть технології. Швидко прогресуючі процесори, які обслуговують суперкомп’ютери, – це те, що повільно проникає на ринок, але навіть до того, значно впливає на багато сфер нашого життя через військову оборону, погоду, наукові дослідження та охорону здоров’я, і навіть ігри. Достатньо лише спостерігати, як швидко домінування одного суперкомп’ютера витісняється іншою швидшою, потужнішою версією, щоб зрозуміти, наскільки наше життя залежить від передових технологій.
