วิธีสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์

ฤดูร้อนปีที่แล้วรถบรรทุกสามลำเดินทางข้ามทางตอนเหนือของอังกฤษโดยลากสินค้าที่ผิดปกติ สำหรับระยะทาง 150 ไมล์คอมพิวเตอร์เกือบ 500 เครื่องถูกห่อด้วยผ้านวมแยกกันเพื่อป้องกัน

คอมพิวเตอร์เหล่านี้เคยเป็นส่วนหนึ่งของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ขนาด 13 ตันใน Cheshire และกำลังถูกย้ายไปที่บ้านใหม่ที่ Durham University หลังจากใช้ความพยายามมาหลายเดือนในการติดตั้งซูเปอร์คอมพิวเตอร์มือสองเครื่องนี้ได้กลายเป็นหนึ่งในเครื่องจักรที่ใหญ่ที่สุดในประเทศสำหรับการวิจัยทางดาราศาสตร์

ด้วยพื้นที่จัดเก็บ 4.3 เพตะไบต์มีพื้นที่เก็บข้อมูลประมาณหนึ่งในสิบของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในสหราชอาณาจักร (Met Office’s Cray XC40) และมีพลังในการประมวลผล 166 TeraFlops เทียบกับ Cray ประมาณ 7,000 TeraFlops

อ่านต่อไป: ภายในเมืองหลวงแห่งซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของโลก

การรวมคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันเป็นความพยายามของชุมชนตามที่ Lydia Heck ซึ่งดำเนินการคอมพิวเตอร์ที่สถาบันจักรวาลวิทยาเชิงคำนวณของ Durham ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา นักวิจัยนักศึกษาและอาจารย์อาสาช่วยกันต่อจิ๊กซอว์กลับเข้าด้วยกันโดยรวมอุปกรณ์เก่าของ Durham เข้ากับคอมพิวเตอร์ที่ขนส่งในรถบรรทุก

สิ่งนี้รวมถึงการถอดดิสก์เก็บข้อมูล 2,400 แผ่นจากแปดชั้นติดตั้งใหม่จากนั้นใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการค้นหาและแก้ไขข้อผิดพลาด

ทำไมซูเปอร์คอมพิวเตอร์จึงมีความสำคัญ

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เนื่องจากการผลักดันขอบเขตของความรู้จำเป็นต้องใช้คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งสามารถทำการคำนวณได้หลายพันครั้งในแต่ละวินาที

ดาราศาสตร์เคมีชีววิทยาและการพยากรณ์อากาศล้วนอาศัยพลังของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไม่ได้เป็นเพียงคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดเท่านั้น พวกเขาทำงานในลักษณะที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับคอมพิวเตอร์ทั่วไป พวกเขาทำการคำนวณหลายอย่างพร้อมกันซึ่งเรียกว่าการประมวลผลแบบขนานแทนที่จะเป็นคอมพิวเตอร์ที่คุณกำลังอ่านสิ่งนี้ซึ่งทำงานแต่ละอย่างพร้อมกัน

วิธีแชร์เรื่องราวบน Instagram

โดยทั่วไปแล้วจะใช้สำหรับการคำนวณปัญหาที่ซับซ้อนซึ่งหลาย ๆ ปัญหาเป็นเลขชี้กำลังซึ่งหมายความว่าทุกครั้งที่คุณต้องการเพิ่มพารามิเตอร์คุณจะต้องใช้กำลังไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการจำลองเป็นสองเท่า

อ่านต่อไป: อนาคตของซูเปอร์คอมพิวเตอร์อาจขับเคลื่อนโดย 'magic dust' ที่ทำจากแสงและสสาร

พลังของคอมพิวเตอร์เป็นปัจจัย จำกัด ในวงการดาราศาสตร์มานานเช่น ในช่วงทศวรรษที่ 1980 นักวิจัยกำลังถกเถียงกันว่าระบบสุริยะเคลื่อนที่ไปอย่างทุลักทุเลหรือไม่ แต่เมื่อมีการคิดค้นคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้นที่มีการถกเถียงกันเรื่องนี้ก็ค่อนข้างวุ่นวาย

มหาอำนาจ Upcycling

ขณะนี้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ 'upcycled' ของ Durham พร้อมให้บริการแล้วโดยมีส่วนสนับสนุน DiRAC ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยแห่งชาติของสหราชอาณาจักรซึ่งเชี่ยวชาญด้านการวิจัยทางฟิสิกส์ของอนุภาคดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยา เครื่องใหม่เรียกใช้รหัสสำหรับการวิจัยเกี่ยวกับฟิสิกส์ของอนุภาคฟิสิกส์นิวเคลียร์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยา นักวิจัยจากทั่วประเทศสามารถขอเวลาบนเครื่องซึ่งสามารถเข้าถึงได้จากระยะไกลจากทุกที่ในโลก

แต่มีอะไรอีกมากมายในการใช้งานซูเปอร์คอมพิวเตอร์มากกว่าที่จะเป็นไปได้ เครื่องดังกล่าวต้องการระบบไฟฟ้าสำรองน้ำและระบบระบายความร้อนด้วยอากาศและมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลของตัวเองสำหรับสำรอง

เมื่อเดินเข้าไปในห้องที่มีเครื่องจักรซึ่งอยู่ชั้นล่างของอาคาร Earth Sciences ของ Durham สิ่งแรกที่ต้องสัมผัสคือความร้อนและเสียงรบกวน

ที่นี่มีคอมพิวเตอร์มากกว่า 500 เครื่องทุกคนร้องลั่นเฮ็คพูด ลองนึกภาพความร้อนที่อาจเกิดขึ้นจากคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปหรือแล็ปท็อปของคุณเองแล้วคูณด้วย 500

วิธีรับคะแนน snapchat อย่างรวดเร็ว

กระป๋องไนโตรเจนมูลค่า 150,000 ปอนด์ถูกเก็บไว้บนหลังคาเตรียมพร้อมและพร้อมที่จะนำไปใช้ในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้ เนื่องจากน้ำจะไม่ตรงกับพลังงานที่เครื่องเหล่านี้ให้มาทางเลือกเดียวคืออดอาหารจากออกซิเจน

ประตูถัดไปเป็นน้องชายคนเล็กของซูเปอร์คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ล่าสุดซึ่งเป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์ 200 เครื่องที่กำลังจะถูกปลดประจำการอย่างช้าๆ ทุกครั้งที่เครื่องจักรเครื่องใดเครื่องหนึ่งพัง Heck กล่าวว่าแทนที่จะซ่อมมันทีมก็ปล่อยให้มันตายไป

ดูที่เกี่ยวข้องจีนกลายเป็นเมืองหลวงของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของโลกอนาคตของซูเปอร์คอมพิวเตอร์อาจขับเคลื่อนโดย 'ฝุ่นวิเศษ' ที่ทำจากแสงและสสาร

ทำงานอย่างต่อเนื่องรหัสบางตัวที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์จะใช้งานได้นานหลายล้านชั่วโมงในการประมวลผลซึ่งหมายความว่าไม่มีที่ว่างสำหรับการตัดไฟหรือแม้แต่การจุ่ม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะจ่ายระบบไฟฟ้าของคอมพิวเตอร์ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสองเครื่องในมหาวิทยาลัยมีไว้ใช้ในกรณีฉุกเฉิน ปีที่แล้วเราต้องใช้มันสองสามครั้ง Heck บอกฉัน แต่ไม่มากนักในปีนี้โชคดีที่พวกเขาทำไม้แบบนี้และไม่มีกลิ่นหอมเกินไป!

ระบบ HPC ของ DiRAC Data Centric ที่ติดตั้งที่ Durham ได้รับการปรับปรุงโดยการปรับใช้ COSMA6 ซึ่งเป็นเครื่องที่มีคอร์ Intel Sandy Bridge 8,000 คอร์และพื้นที่เก็บข้อมูล 4.3 เพตะไบต์ จำเป็นต้องใช้ทรัพยากรเพิ่มเติมเพื่อรักษาความสามารถในการแข่งขันของชุมชนการวิจัยที่ DiRAC ใช้เป็นเวลา 12 เดือนนับจากเดือนเมษายนปีนี้

ระบบ HPC ใหม่ของมหาวิทยาลัย Durham เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงทักษะของทุกคนที่เกี่ยวข้องในโครงการที่สามารถติดตั้งคลัสเตอร์มือสองใหม่เพิ่มหน่วยความจำ RAM ใหม่และออกแบบโซลูชันที่จะพิสูจน์คุณค่าของชุมชนการวิจัย , ความคิดเห็น Julian Fielden กรรมการผู้จัดการของ OCF ผู้ให้บริการคอมพิวเตอร์ เรามีประวัติการทำงานร่วมกับ Durham University มายาวนานดังนั้นเราจึงยินดีเป็นอย่างยิ่งที่ได้มีส่วนร่วมในโครงการที่ไม่เหมือนใครดังกล่าว

และจะไม่มีทางเป็นไปได้หากไม่มี Heck สิ่งที่ชัดเจนหลังจากใช้เวลาช่วงบ่ายกับเธอและซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของเธอคือความรักที่เธอมีต่อเครื่องจักรมากเพียงใดซึ่งเป็นความรู้สึกที่ติดต่อได้ ในช่วงหลายทศวรรษที่เธอทำงานที่ Durham เธอยังคงทำงานอย่างใกล้ชิดกับนักเรียน เธอบอกว่าเป็นเพราะพวกเขาทำให้ฉันยังเด็ก

เหนือสิ่งอื่นใด Heck หลงใหลในการสร้างแรงบันดาลใจให้หญิงสาวเข้าสู่วิศวกรรมศาสตร์และแม้ว่านักเรียนอาจเดินผ่านทางเดินและนักวิจัยอาจใช้ความสามารถของซูเปอร์คอมพิวเตอร์โดยไม่ต้องพบกับ Heck แต่เธอก็เป็นส่วนพื้นฐานของมหาวิทยาลัยและการวิจัยในวงกว้าง ชุมชน.

ภาพ: Abby Beall