Σύνταξη άρθρου: Αγάθη Πατσιούδη

Επιμέλεια: Κωνσταντίνος Ουρανός

 

Τι είναι οι υπερυπολογιστές

Οι υπερυπολογιστές χρησιμοποιούνται για επιστημονικές εργασίες και εφαρμογές, τις οποίες οι υπολογιστές που χρησιμοποιούμε στο σπίτι, στο σχολείο ή στη δουλειά μας, δεν μπορούν να πραγματοποιήσουν. Αυτό συμβαίνει γιατί τέτοιες εργασίες χρειάζονται πολλούς πόρους (π.χ. μνήμη, αποθηκευτικό χώρο) και αρκετό χρόνο επεξεργασίας. Πρόκειται δε για εφαρμογές, που απαιτούν την επεξεργασία μεγάλου όγκου δεδομένων και οι υπολογιστές πρέπει να εκτελέσουν εκατομμύρια μαθηματικών πράξεων, προκειμένου να τις ολοκληρώσουν. Οι υπερυπολογιστές, λοιπόν, σε αντίθεση με τους υπολογιστές της καθημερινότητάς μας, έχουν τη δυνατότητα να εστιάζουν τη δύναμή τους στο πρόβλημα, που τους δίνεται κάθε φορά, και να το επιλύουν με τη μέγιστη δυνατή ταχύτητα. Σημειώνεται, ακόμα, πώς δεν μπορούν να εκτελέσουν πολλά προγράμματα ταυτόχρονα, αλλά επικεντρώνονται σε μία εργασία τη φορά.

Πώς λειτουργεί ένας υπερυπολογιστής

Στην πραγματικότητα, ένας υπερυπολογιστής είναι ένα σύστημα από εκατοντάδες ή και χιλιάδες υπολογιστές, τους «κόμβους», όπως τους αποκαλούν οι επιστήμονες. Οι  κόμβοι αυτοί χωρίζονται σε ομάδες, που τις λέμε «νησίδες». Οι νησίδες επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω ενός πολύ γρήγορου δικτύου. Μπορούν, με αυτόν τον τρόπο, να λύνουν, συνεργατικά και με μεγάλη ταχύτητα, τα προβλήματα, που τους θέτουν οι επιστήμονες. Οι υπολογιστές αυτοί κατατάσσονται από τον οργανισμό Top500, με βάση μια μονάδα που λέγεται flops(floating point operations per second-υπολογισμοί κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο) και αφορά στο πόσο γρήγορα μπορεί ο υπερυπολογιστής να εκτελέσει εξισώσεις. Παρακάτω σας παρουσιάζουμε τους δέκα ισχυρότερους υπερυπολογιστές, σύμφωνα με τον οργανισμό αυτόν, με τον ισχυρότερο να φτάνει τα 93 petaflops (93 τετράκις εκατομμύρια flops).

 

Οι «γίγαντες» του είδους

 

10. K Computer – Ιαπωνία

O Κ στεγάζεται στο Ινστιτούτο Προηγμένης Υπολογιστικής Επιστήμης Ρίκεν (Riken). Οι δυνατότητές του αξιοποιούνται σε έρευνες με αντικείμενο την κλιματική αλλαγή, την πρόληψη καταστροφών, αλλά και την ιατρική.

9. Oakforest-PACS – Ιαπωνία

Το Συλλογικό Κέντρο Προηγμένων Υπολογιστών Υψηλής Απόδοσης (JCAHPC) αξιοποιεί τον Oakforest, προκειμένου να υποστηρίξει την πανεπιστημιακή έρευνα. Στον υπερυπολογιστή «τρέχουν» προγράμματα και προσομοιώσεις, που αφορούν κυρίως στις ατμοσφαιρικές και ωκεάνιες συνθήκες, καθώς και στη σεισμική δραστηριότητα.

8. Cori – Η.Π.Α.

Το Εθνικό Επιστημονικό Υπολογιστικό Κέντρο Ενεργειακής Έρευνας (NERSC) έδωσε στον υπερυπολογιστή του το όνομα της Γκέντρυ Κόρι, της πρώτης Αμερικανίδας που τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ στην Φυσιολογία/Ιατρική. Όπως είναι φυσικό, η λειτουργία του Cori έχει ερευνητικούς σκοπούς, που αφορούν στον τομέα της υγείας.

7. Trinity – Η.Π.Α.

Το Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος, εκτελεί στον Trinity υπολογισμούς, που αφορούν στην χρήση όπλων και στα αποτελέσματά της.

6. Sequoia – Η.Π.Α.

Ο Sequoia αξιοποιείται από το Εθνικό Εργαστήριο Λόρενς Λίβερμορ (Lawrence Livermore) για έρευνες, που αφορούν στη χρήση πυρηνικών όπλων, στην αστρονομία, στην ενέργεια, στην κλιματική αλλαγή και στη γενετική.

5. Titan – Η.Π.Α.

Ο Titan αποτελεί το κύριο εργαλείο του Εθνικού Εργαστηρίου Όουκ Ριτζ (Oak Ridge) για ακαδημαϊκή έρευνα και προσομοιώσεις.

4. Gyoukou – Ιαπωνία

Ο Οργανισμός Επιστήμης και Τεχνολογίας Θαλάσσης και Γης (JAMSTEC) αξιοποιεί τον Gyoukou σε έρευνες με επίκεντρο τις θαλάσσιες επιστήμες και τις επιστήμες της Γης.

3. Piz Daint – Ελβετία

Ο Piz Daint, υπερυπολογιστής του Εθνικού Κέντρου Υπερυπολογισμών της Ελβετίας, αξιοποιείται για επιστημονικούς υπολογισμούς σε τομείς των βιοεπιστημών (χημεία, βιοχημεία, γενετική κ.ά.). «Τρέχει», επίσης, προσομοιώσεις, που αφορούν στις καιρικές συνθήκες και στο κλίμα.

2. Tianhe 2 – Κίνα

Στεγασμένος στο Εθνικό Κέντρο Υπερυπολογισμών της Γκουάνγκζου (Guangzhou), ο Tianhe 2 αξιοποιείται για ανάλυση, προσομοιώσεις και εφαρμογές στον τομέα της κρατικής ασφάλειας.

1. Sunway TaihuLight – Κίνα

Ο Sunway TaihuLight, ο ισχυρότερος, μέχρι στιγμής, υπερυπολογιστής στον κόσμο, είναι εγκατεστημένος στο Εθνικό Κέντρο Υπερυπολογισμών Γούσι (Wuxi). Οι τεράστιες δυνατότητές του αξιοποιούνται στην έρευνα για πετρέλαιο και στον βιομηχανικό σχεδιασμό. Στον Sunway τρέχουν, επίσης, προγράμματα πρόγνωσης του καιρού, ενώ συντελούνται και έρευνες στα πεδία της φαρμακευτικής και των βιοεπιστημών.

 

Η χρησιμότητα των υπερυπολογιστών

Οι πληροφορίες, που παραθέσαμε για τους δέκα ισχυρότερους υπερυπολογιστές στον κόσμο, οδηγούν στο εξής αδιαμφισβήτητο συμπέρασμα: Οι υπερυπολογιστές αποτελούν, στην εποχή μας, σημαντικότατο εργαλείο στα χέρια των επιστημόνων-ερευνητών. Με τη βοήθειά τους, δίνονται απαντήσεις σε καίριους προβληματισμούς της ανθρωπότητας. Η προέλευση του σύμπαντος, η ανακάλυψη νέων φαρμάκων, οι συνέπειες των κλιματικών αλλαγών είναι μερικά μόνο από τα προβλήματα, των οποίων οι λύσεις ξεκλειδώνονται με την αξιοποίηση των πόρων, που παρέχει ένας υπερυπολογιστής σαν τους προαναφερθέντες.

Ο ελληνικός υπερυπολογιστής

Φυσικά, η λίστα των χωρών, οι οποίες αναπτύσσουν και αξιοποιούν την υπερυπολογιστική τεχνολογία, δεν εξαντλείται σε όσες αναφέραμε στο άρθρο αυτό. Ανάμεσα στις χώρες αυτές βρίσκεται και η Ελλάδα. Ο ελληνικός υπερυπολογιστής, ο A.R.I.S., τέθηκε σε λειτουργία το 2015, από το Εθνικό Δίκτυο Έρευνας και Τεχνολογίας (ΕΔΕΤ). Είναι, από τότε, στη διάθεση της επιστημονικής κοινότητας της χώρας μας και εξυπηρετεί τους σκοπούς της επιστημονικής έρευνας. Πού στεγάζεται ο A.R.I.S.; Ποιες είναι οι δυνατότητές του και σε ποιους ερευνητικούς τομείς συμβάλλει; Συμπεριλαμβάνεται στη λίστα με τους ισχυρότερους υπερυπολογιστές του κόσμου; Όλα αυτά τα ερωτήματα θα τα απαντήσουμε σε προσεχές άρθρο της σελίδας μας.

 

Μέχρι την επόμενη φορά,

Καλή και ασφαλή διαδικτυακή περιήγηση!

 

Πηγές:

Εθνικό Δίκτυο Έρευνας και Τεχνολογίας (ΕΔΕΤ)

Top500

 

Ηλ. Ταχ.: istosel@athinodromio.gr

Αγάθη Πατσιούδη

Δασκάλα – ΜΔΕ Ειδική Αγωγή: Λογοθεραπεία-Συμβουλευτική