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*10 ¹² 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 .

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 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 ).

Измерение скорости производительности

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) используется при составлении списка TOP500 суперкомпьютеров в мире .

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

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

Наиболее мощные суперкомпьютеры

По состоянию на июнь 2011 года наиболее мощными суперкомпьютерами являются :

• — располагается в Германии в Исследовательском центре Юлиха . Разработан в рамках проекта Blue Gene компанией IBM.
• — располагается в США в университете Теннесси . Создан компанией Cray Inc.
• Roadrunner — располагается в США в Лос-Аламосской национальной лаборатории . Первый суперкомпьютер, пиковая производительность которого превысила уровень 1 петафлопса . Создан компанией IBM . Особенностью является использование гибридной архитектуры, в которой основная вычислительная мощность обеспечивается процессорами Cell .
• Jaguar — располагается в США в национальной лаборатории Оук-Ридж , основан на серверных процессорах AMD Opteron . Создан компанией Cray Inc.
• Тяньхэ-1А — первый китайский суперкомпьютер петафлопсного класса . Создан Национальным университетом оборонных технологией Китая . Особенностью архитектуры является наличие графических карт ATI Radeon HD 4870 , сравнительно недавно предложенных для использования в сверхпроизводительных решениях.
• K computer — располагается в Японии в Институте физико-химических исследований . Разработан компанией Fujitsu .

См. также

• Миф о мегагерцах
• Folding@home
• Параллельные вычисления
• Многопоточность

Примечания