सुपर कंप्यूटर का उद्देश्य


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पिछले पतन मैं इलिनोइस विश्वविद्यालय में ब्लू वाटर्स सुपर कंप्यूटर के दौरे पर गया था। मैंने पूछा कि क्या कभी किसी ने पूरे कंप्यूटर का इस्तेमाल किया है। मुझे बताया गया कि यह हमेशा कई परियोजनाओं पर काम कर रहा था। इससे मुझे सुपर कंप्यूटर की उपयोगिता के बारे में आश्चर्य हुआ। शायद ब्लू वाटर्स असामान्य है कि इसे उद्योग और विश्वविद्यालय द्वारा साझा किया जाना है - मुझे नहीं पता। मुझे लगता है कि एक सुपर कंप्यूटर के प्रोसेसर और मेमोरी के प्रबंधन में कुछ ओवरहेड है। क्या छोटे कंप्यूटर बनाने में अधिक लागत प्रभावी होगी? क्या कोई मुझे सुपर कंप्यूटर के मूल्य को समझने में मदद कर सकता है? या यह है कि कभी-कभी वे एकल परियोजनाओं के लिए समर्पित होते हैं?


क्या आप बता सकते हैं कि यह कंप्यूटर विज्ञान का प्रश्न कैसे है? Afaik, सुपर कंप्यूटर के अधिकांश उपयोगकर्ता प्राकृतिक विज्ञान और वैज्ञानिक कंप्यूटिंग लोग हैं।
राफेल

@ रिपेल: यह कंप्यूटर सिस्टम के डिजाइन में संसाधन आवंटन के बारे में एक प्रश्न है। किसी भी प्रकार के कंप्यूटर सिस्टम के उपयोगकर्ता शायद ही कभी कंप्यूटर वैज्ञानिक होते हैं।
भटकते हुए तर्क

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क्या आपके पास ब्लू वाटर्स के उपयोग पर कोई अधिक विवरण है? उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि आमतौर पर 90% कंप्यूटर का उपयोग करने वाली एक परियोजना है और शेष 10% में से कुछ की खरीदारी होती है: उस स्थिति में, यह कंप्यूटर के सही आकार के बारे में दिखता है। लेकिन अगर 10% का उपयोग करके आमतौर पर 10 परियोजनाएं हैं, तो यह मछली की पूरी तरह से अलग केतली है।
डेविड रिचरबी

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मेरे लिए कंप्यूटर विज्ञान की तरह लगता है। कंप्यूटर वास्तुकला, क्लस्टर कंप्यूटिंग, ग्रिड कंप्यूटिंग, आदि सभी संबंधित और सभी कंप्यूटर विज्ञान।
डेव क्लार्क

जवाबों:


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ब्लू वाटर्स पर एक विशिष्ट कार्य मशीन के लगभग 10% का उपयोग कर रहा है और कुल 75 नोड घंटे खपत करता है । ब्लू वाटर्स में लगभग 27500 नोड्स हैं, इसलिए इसका मतलब है कि उन "75 नोड घंटे" में से कुछ बस कुछ ही मिनटों में चल रहे हैं। यह वैज्ञानिकों को मशीन का कुछ अंतःक्रियात्मक रूप से उपयोग करने की अनुमति देता है। (आप यहां चलती औसत देख सकते हैं: http://xdmod.ncsa.illipedia.edu/#tg_usage:group_by_Jobs_none )

सुपर कंप्यूटर छोटे कंप्यूटरों का सिर्फ बड़ा संग्रह है। हम उन्हें एक जगह इकट्ठा करने का मुख्य कारण यह है कि हम उस तरीके से लागत को सबसे कुशलता से साझा कर सकते हैं। आप एक ऐसा कंप्यूटर बनाने की कोशिश कर रहे हैं, जो बहुत सारे काम कर सके, और जिसके लिए स्वामित्व की कुल लागत (कंप्यूटर, बिजली और रखरखाव की कुल लागत), कंप्यूटर के जीवनकाल में कम से कम हो।

स्वामित्व की कुल लागत में कई कारक शामिल हैं: उपकरण की लागत एक है। स्वामित्व की लागत को कम करने के लिए आप चाहते हैं कि उपकरण उस समय तक संभव के रूप में बड़े पैमाने पर उपयोगी काम कर रहे हों (आदर्श रूप से समय का 100%, वास्तविक रूप से कुछ हद तक कम, जैसे 95% अच्छा माना जाएगा), जब तक कि उपकरण जल न जाए या अप्रचलित हो जाता है। इसके विपरीत, आपके लैपटॉप या आपके फोन में मौजूद कंप्यूटर वास्तव में आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले 10% से भी कम समय के उपयोग में है (आप 33% सो रहे हैं, आप खाना खा रहे हैं और लगभग आधा समय आप जाग रहे हैं, और आराम कर रहे हैं, और यहां तक ​​कि जब आप कंप्यूटर का "उपयोग" कर रहे हैं, तो प्रोसेसर ज्यादातर समय बेकार है।

दूसरी शक्ति की लागत है। इसके कई भाग हैं: पहला स्वयं की लागत है। उस लागत का कुछ हिस्सा बिजली संयंत्र से कंप्यूटर तक परिवहन में खपत होता है। इसका कुछ भाग कंप्यूटर की "पावर सप्लाई" में खो जाता है (जो एसी पावर को डीसी पावर में परिवर्तित कर रहा है)। एक बड़ा एसी-> डीसी कनवर्टर आमतौर पर अधिक कुशल बनाया जा सकता है। इसके अतिरिक्त कंप्यूटर उपयोगी बिजली को बेकार गर्मी में बदल देते हैं। तो आपको गर्मी को दूर करने के लिए भुगतान करने की भी आवश्यकता है। फिर से, बड़े एयर कंडीशनर को आमतौर पर कई छोटे एयर कंडीशनर की तुलना में अधिक कुशल बनाया जा सकता है।

तीसरा रखरखाव की लागत है। कंप्यूटरों के एक समूह को एक साथ रख कर और उन्हें डिजाइन करके ताकि जब कोई नीचे चला जाए तो आप रख-रखाव कर सकें और यदि आप सभी नोड्स अलग-अलग और अलग-अलग इमारतों में रखे गए हैं तो आप कंप्यूटर नोड्स की तुलना में रखरखाव स्टाफ की लागत को बढ़ा सकते हैं। (या शहर)।

विवरण: ब्लू वाटर्स में 288 अलमारियाँ हैं। प्रत्येक कैबिनेट में 96 "नोड्स" होते हैं। प्रत्येक नोड एक सामान्य सामान्य हाई-एंड कंप्यूटर है। अधिकांश नोड्स में 2 AMD Opeteron 6276 प्रोसेसर 2.3GHz पर, और 64GByte DRAM चल रहे हैं। इसके बजाय लगभग 1/6 नोड्स में एक एकल AMD Opteron 6276, एक NVidia K20 GPU, और DRAM की 38GByte है। यदि आप चाहते हैं, तो आप $ 3000 या $ 4000 के लिए "नोड" के समान कुछ खरीद सकते हैं और इसे वीडियो गेम खेलने के लिए अपने लिविंग रूम में रख सकते हैं। ब्लू वाटर्स में लगभग 27648 नोड्स हैं। https://bluewaters.ncsa.illinois.edu/hardware-summary

प्रत्येक नोड संभवत: 500 वाट से थोड़ा अधिक खपत करता है, और उस शक्ति को गर्मी में बदल देता है। यदि आपके पास अपने लिविंग रूम में वीडियो गेम खेलने के लिए एक नोड है तो यह विशेष रूप से बड़ी बात नहीं होगी। यह दीवार सॉकेट से कुछ बिजली की खपत करेगा और एक छोटे से निजी स्पेस हीटर के रूप में उतनी ही गर्मी पैदा करेगा। सर्दियों में जो अच्छा और आरामदायक होगा। गर्मियों में आपको अपने घर को आरामदायक रखने के लिए अपने एयर कंडीशनर को अधिक बार चलाना होगा। यदि आपके पास हर दिन पूरे दिन बिजली चलती है, तो आपका बिजली बिल काफी बढ़ जाएगा, शायद जो आप अभी उपभोग कर रहे हैं वह दोगुना हो।

लेकिन जब आप उनमें से 27648 को एक साथ रखते हैं तो यह लगभग 15 मेगावॉट की खपत करता है, और एक बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करता है। ब्लू वाटर्स का असली इंजीनियरिंग चमत्कार, किसी भी बड़े डेटा सेंटर की तरह ही है। यह एक विशाल प्रशीतित बॉक्स है। ब्लू वाटर्स भवन विशेष रूप से दिलचस्प है क्योंकि यह एक काल्पनिक रूप से कुशल है। इमारत में जाने वाली बिजली का लगभग 85% वास्तव में नोड्स को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है। मेरा मानना ​​है कि मैं कहीं भी पढ़ सकता हूं (इस समय इसे नहीं पा सकता) केवल 15% बिजली रूपांतरण और बेकार गर्मी को हटाने में खो गया है। यह बहुत बेहतर है कि आप अपने लिविंग रूम में 500Watt गेमिंग कंप्यूटर से क्या प्राप्त करेंगे। आपको एयर कंडीशनर चलाने के लिए संभवतः 750 वाट की "बिजली की आपूर्ति" और दूसरे युगल सौ वाट की आवश्यकता होगी।

टी एल; डॉ

चलो इसे सब एक साथ रखो। हजारों छोटे कंप्यूटरों को एक साथ रखने और कई लोगों के बीच उपयोग फैलाने से, हम उन कंप्यूटरों को अधिकांश समय चालू रखते हैं, संसाधनों को बहुत कुशल तरीके से साझा करते हैं। लोगों को कंप्यूटर देने के लिए बहुत पैसा खर्च होता है जो ज्यादातर समय बेकार बैठते हैं। कम्प्यूटेशन पर पैसे बचाने का सबसे अच्छा तरीका है कि लोग कंप्यूटरों को साझा करें ताकि कंप्यूटर अधिकांश समय व्यस्त रहें।

ब्लू वाटर्स इसके अंदर मौजूद कंप्यूटरों की तुलना में बहुत अधिक है। यह विशेष रूप से संभव के रूप में बिजली कुशल होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके कुछ हिस्सों में बिजली पारेषण लाइनों में बिजली के नुकसान को कम करने के लिए इसे बिजली संयंत्रों के पास रखना शामिल है। यहाँ शैंपेन IL के भाग की एक उपग्रहों की तस्वीर है जिसमें ब्लू वाटर्स प्रदर्शित हैं: यहाँ छवि विवरण दर्ज करें


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सुपर कंप्यूटर आधुनिक अनुसंधान में बेहद महत्वपूर्ण हैं। वे हमेशा आपूर्ति / मांग / प्रबंधन गतिशील और एक निरंतर उन्नयन / प्रतिस्थापन चक्र के आधार पर कुल क्षमता पर उपयोग नहीं किए जाते हैं। हथियारों के सिमुलेशन के लिए रक्षा उद्योग में बड़े पैमाने पर सुपर कंप्यूटर का उपयोग किया जाता है (WWII में कंप्यूटर के आविष्कार के लिए प्रारंभिक तर्कसंगतताओं / आवेगों में से एक का मिलान, प्रक्षेप्य प्रक्षेपवक्र कंप्यूटिंग)। यह उपयोग अत्यधिक प्रचारित नहीं है। आधुनिक हथियार सिमुलेशन परमाणु हथियारों के लिए हैं और अत्यधिक वर्गीकृत हैं। सिमुलेशन केवल कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन के माध्यम से सटीक रूप से नए हथियारों के डिजाइनों का "परीक्षण" करने की अनुमति देता है। अमेरिका इस कारण से अन्य देशों जैसे चीन के लिए उन्नत कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकी के निर्यात को भी खारिज कर देता है,

कई अन्य उपयोग हैं। वे उत्पाद डिजाइन की गतिशीलता का अनुकरण करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए टाइड कंपनी को यह पता लगाने की जरूरत है कि अलग-अलग अवयवों को उनके कपड़े धोने के साबुन में कैसे इष्टतम तरीके से मिलाया जाए और इष्टतम मिश्रण की गणना के लिए सुपर कंप्यूटर का उपयोग किया जाए।

अधिकांश सुपर कंप्यूटरों में कई अलग-अलग परियोजनाएँ शामिल होती हैं। उनका उपयोग साझा संसाधनों के रूप में किया जाता है और प्रबंधन के पास अपने समग्र भार, अनुसंधान मूल्य आदि के आधार पर परियोजनाएं चुनने की रणनीति होती है।

सुपर कंप्यूटर का मूल मूल्य यह है कि बहुत बड़े पैमाने पर कम्प्यूटेशंस को केवल कम समग्र सीपीयू क्षमता वाले "छोटे" कंप्यूटरों पर नहीं चलाया जा सकता है। लेकिन पिछले दशक में "कमर्शियल ऑफ द शेल्फ" तकनीक (उर्फ सीओटीएस) के साथ सुपर कंप्यूटर बनाने की दिशा में एक बड़ी बदलाव हुआ है, जो उनकी कीमत कम कर देता है और उनके पास अभी भी बहुत उच्च प्रदर्शन है।

विकिपीडिया सुपर कंप्यूटर के बुनियादी उपयोगों का उल्लेख करता है, यह एक आंशिक सूची है।

  • 1970 / मौसम पूर्वानुमान, वायुगतिकीय अनुसंधान (क्रे -1)
  • 1980 के दशक / संभाव्य विश्लेषण, [84] विकिरण परिरक्षण मॉडलिंग [85] (सीडीसी साइबर)।
  • 1990 के दशक / ब्रूट बल कोड ब्रेकिंग (EFF DES पटाखा)। [86]
  • 2000/3 डी परमाणु परीक्षण कानूनी आचरण परमाणु अप्रसार संधि (ASCI Q) के विकल्प के रूप में अनुकरण करता है। [87]
  • 2010 / आणविक गतिशीलता सिमुलेशन (Tianhe-1A) [88]

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हाल के दिनों में सुपर कंप्यूटरों में बड़े डेटा और गहन शिक्षण
vzn

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यह पता जो प्रश्न का मुख्य पहलू प्रतीत होता है: यदि यह हमेशा एक साथ कई परियोजनाओं को चलाने जा रहा है, तो किसी विशेष आकार के सुपर कंप्यूटर होने का क्या मतलब है? क्षमता C का कंप्यूटर होने का क्या मतलब है अगर लोगों को केवल C / 2 की क्षमता की आवश्यकता है और यह किसी बड़े की तुलना में दो छोटे कंप्यूटर बनाने के लिए सस्ता है?
डेविड रिचीर्बी
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