איך בונים מחשב-על

בקיץ האחרון נסעו שלוש משאיות ברחבי צפון אנגליה וסחבו מטען חריג. במשך 150 מיילים, כמעט 500 מחשבים נעטפו בנפרד בשמיכת פוך להגנה.

מחשבים אלה היוו בעבר חלק ממחשב-על של 13 טון בצ'שייר והועברו לביתם החדש באוניברסיטת דורהאם. כעת, לאחר חודשים של התקנה קפדנית, הפך מחשב העל היד השנייה הזה לאחת המכונות הגדולות במדינה לחקר אסטרונומיה.

עם 4.3 פטא-בייט אחסון, יש לו בערך עשירית מהאחסון של מחשב-העל המהיר ביותר בבריטניה (Cray XC40 של Met Office), וכוח העיבוד של 166 TeraFlops, לעומת כ- 7,000 TeraFlops של קריי.

קרא הבא: בתוך בירת מחשבי העל בעולם

להרכיב את המחשב היה מאמץ קהילתי, לדברי לידיה הק, שניהלה את המחשבים במכון לקוסמולוגיה חישובית של דורהאם במשך 30 השנים האחרונות. חוקרים, סטודנטים ופרופסורים התנדבו לעזור לחבר את הפאזל בחזרה, בשילוב חלק מהציוד הישן של דורהאם עם המחשבים המועברים במשאיות.

זה כלל הוצאת כל אחד מ -2,400 דיסקי האחסון משמונה מתלים, התקנה מחדש ואז הקדש שבועות בניסיון למצוא ולתקן שגיאות.

מדוע מחשבי-על כל כך חשובים

מחשבי העל ממלאים תפקיד מכריע במחקר המדעי מכיוון שדחיפת גבולות הידע דורשת מחשבים חזקים יותר ויותר המסוגלים לבצע אלפי חישובים בכל שנייה.

אסטרונומיה, כימיה, ביולוגיה וחיזוי מזג אוויר נשענים על כוחם של מחשבי העל. מחשבי-על הם לא רק המחשבים החזקים ביותר; הם עובדים בצורה שונה לחלוטין מהמחשבים הרגילים. הם מבצעים חישובים רבים בבת אחת, המכונים עיבוד מקביל, ולא המחשב שאתה קורא בו ומבצע כל משימה אחת בכל פעם.

כיצד להכין רשימת משאלות

בדרך כלל, הם משמשים לחישוב בעיות מורכבות, שרבות מהן אקספוננציאליות, כלומר בכל פעם שאתה רוצה להוסיף פרמטר, אתה מכפיל את הכוח הדרוש לסימולציה.

קרא הבא: עתיד מחשבי העל יכול להיות מופעל על ידי 'אבק קסמים' עשוי אור וחומר

כוח המחשוב הוא כבר מזמן גורם מגביל באסטרונומיה, למשל. בשנות השמונים החוקרים התלבטו אם מערכת השמש נעה בצורה כאוטית או לא, אך רק כאשר הומצאו מחשבים חזקים יותר הוסדר הדיון, הוא כאוטי במקצת.

כוחות-על אופיציים

מחשב העל ה'אופנועי 'של דורהאם פועל כעת ותורם למתקן המחקר הלאומי בבריטניה DiRAC המתמחה במחקר בפיזיקת חלקיקים, אסטרונומיה וקוסמולוגיה. המכונה החדשהמריץ קודים למחקר בפיזיקת חלקיקים, פיזיקה גרעינית, אסטרונומיה וקוסמולוגיה. חוקרים מכל רחבי הארץ יכולים לבקש זמן במכונה, אליה ניתן לגשת מרחוק מכל מקום בעולם.

אבל יש הרבה יותר בהפעלת מחשב-על ממה שנראה לעין. המכונה דורשת מערכת חשמל ללא הפרעה, מים וקירור אוויר, ויש לה מחוללי כוח דיזל לגיבוי.

כשנכנסים לחדר בו נמצאת המכונה, בקומת הקרקע של בניין מדעי כדור הארץ של דורהאם, התחושות הראשונות שנפגעו הן החום והרעש.

יש כאן יותר מ -500 מחשבים שכולם צורחים, אומר הק. תאר לעצמך את החום שניתן לייצר ממחשב שולחני או מחשב נייד משלך, והכפל את זה ב -500.

כיצד ניתן לדעת אם הטלפון הסלולרי אינו נעול

פחיות חנקן בשווי 150,000 ליש'ט מוחזקות בגג, ערוכות ומוכנות לפרוסות במקרה של שריפה. מכיוון שמים לא יתאימו לאנרגיה שמפיקה מכונות אלה, האפשרות היחידה היא להרעיב אש של חמצן.

ליד הדלת שוכן אחיו הקטן של מחשב העל החדש ביותר, מערך זעום של כ- 200 מחשבים שלאט לאט יוצא מהשימוש. בכל פעם שאחת המכונות מתקלקלת, אומר האק, במקום לתקן אותה, הצוות פשוט נותן לה למות.

ראה סין קשורה היא כעת בירת מחשבי העל של העולם. עתיד מחשבי העל יכול להיות מופעל על ידי 'אבק קסמים' עשוי אור וחומר

בעבודה מתמדת, חלק מהקודים הפועלים במחשב נמשכים מיליוני שעות מחשוב, כלומר אין מקום להפסקת חשמל או אפילו לטבול. גנרטור מספק את מערכת החשמל של המחשב, בעוד ששני מחוללי דיזל בקמפוס נמצאים שם במקרה חירום. בשנה שעברה היינו צריכים להשתמש בהם כמה פעמים, אומר לי הק, אבל לא כל כך הרבה השנה, למזלי - הם מכינים מחבט כזה ולא מריחים נעים מדי!

מערכת ה- HPC של DiRAC Data Center המותקנת בדורהאם שופרה על ידי פריסת COSMA6, מכונה עם 8,000 ליבות אינטל סנדי ברידג 'ואחסון של 4.3 פטה. המשאב הנוסף היה צורך בכדי לשמור על התחרותיות של קהילת המחקר המשמשת את DiRAC למשך 12 חודשים מאפריל השנה.

מערכת ה- HPC החדשה באוניברסיטת דורהאם היא עדות למיומנויות של כל המעורבים בפרויקט שהצליחו להתקין מחדש אשכול יד שנייה, להוסיף לו זיכרון RAM חדש ולעצב פיתרון שיוכיח ערך רב לקהילת המחקר. , אומר ג'וליאן פילדן, מנכ'ל ספק שירותי המחשבים OCF. יש לנו היסטוריה ארוכה של עבודה עם אוניברסיטת דורהאם ולכן אנו שמחים שהיינו מעורבים בפרויקט כה ייחודי.

וכל זה לא היה אפשרי ללא הק. מה שברור אחרי בילוי אחר הצהריים איתה ועם מחשבי העל שלה, זה כמה אהבה יש לה למכונות - תחושה מדבקת. בעשרות השנים שעבדה בדורהאם היא המשיכה לעבוד בצמוד לסטודנטים. היא אומרת שזה בגלל שהם מחזיקים אותי צעיר.

מעל לכל, הלה נלהב מעורר השראה לנשים צעירות לעבור להנדסה, ולמרות שסטודנטים עשויים לעבור במסדרונות וחוקרים יכולים אפילו להשתמש ביכולתם של מחשבי העל מבלי לפגוש את Heck, היא חלק מהותי באוניברסיטה ובמחקר הרחב קהילה.

תמונות: אבי ביל