User talk:Sveelaid - Revision history

Sveelaid: /* Kasutusalad */

2016-10-24T20:10:08Z

Kasutusalad

← Older revision		Revision as of 23:10, 24 October 2016
Line 62:		Line 62:
	==Kasutusalad==		==Kasutusalad==
	Superarvutite kasutamise valdkonnad võib laias laastus grupeerida kümnendite kaupa, sest üldjoontes on igal kümnendil esile tõusnud teatud valdkonnad, kus suur arvutusvõimsus on erakordselt oluline.<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Supercomputer#Applications]https://en.wikipedia.org/wiki/Supercomputer#Applications</ref>		Superarvutite kasutamise valdkonnad võib laias laastus grupeerida kümnendite kaupa, sest üldjoontes on igal kümnendil esile tõusnud teatud valdkonnad, kus suur arvutusvõimsus on erakordselt oluline.<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Supercomputer#Applications]https://en.wikipedia.org/wiki/Supercomputer#Applications</ref>

	1970 aastad – Ilmaennustus, aerodünaamika. Arvutusvõimsuse kasv võimaldas muuta täpsemaid kliimamudeleid ning neid ka simuleerida, misläbi muutusid ilmaennustused täpsemaks ning pikenes ka ajaperiood, mille kohta on võimalik ilma suhteliselt suure täpsusega hinnata.		1970 aastad – Ilmaennustus, aerodünaamika. Arvutusvõimsuse kasv võimaldas muuta täpsemaid kliimamudeleid ning neid ka simuleerida, misläbi muutusid ilmaennustused täpsemaks ning pikenes ka ajaperiood, mille kohta on võimalik ilma suhteliselt suure täpsusega hinnata.
	Aerodünaamika arengu tähtsus oli kõige märgatavam lennunduses, kus tänu valdkonna arengule oli võimalik muuta lennutransport kiiremaks, sagedasemaks (seos ilmaennustuse täpsuse tõusuga) ja usaldusväärsemaks (aerodünaamika arengu kiirenemine viis lõpule ka propellermootorite asendamise reaktiivmootoritega – lennukiiruste kasv).		Aerodünaamika arengu tähtsus oli kõige märgatavam lennunduses, kus tänu valdkonna arengule oli võimalik muuta lennutransport kiiremaks, sagedasemaks (seos ilmaennustuse täpsuse tõusuga) ja usaldusväärsemaks (aerodünaamika arengu kiirenemine viis lõpule ka propellermootorite asendamise reaktiivmootoritega – lennukiiruste kasv).

	1980 aastad – tõenäosusanalüüs, radiatsioonikaitsete modelleerimine. Tõenäosusanalüüs on matemaatiline töövõte, mis võimaldab hinnata tulemuste jaotust vastavalt sisendite mitmekesisusele. Varem ülimalt töömahukaks peetud meetodit varem teaduses praktiliselt ei rakendatud, kuid arvutusjõudluse kasv võimaldas meetodit kasutada mitmetes teadusharudes, kaasa arvatud radiatsioonikaitsete modelleerimises, mis seoses tuumarelva arendamise ja külma sõjaga päevakorras oli.		1980 aastad – tõenäosusanalüüs, radiatsioonikaitsete modelleerimine. Tõenäosusanalüüs on matemaatiline töövõte, mis võimaldab hinnata tulemuste jaotust vastavalt sisendite mitmekesisusele. Varem ülimalt töömahukaks peetud meetodit varem teaduses praktiliselt ei rakendatud, kuid arvutusjõudluse kasv võimaldas meetodit kasutada mitmetes teadusharudes, kaasa arvatud radiatsioonikaitsete modelleerimises, mis seoses tuumarelva arendamise ja külma sõjaga päevakorras oli.

	1990 aastad – koodimurdmine.		1990 aastad – koodimurdmine.

	2000 aastad – tuumasimulatsioonid. Tuumasimulatsioonide läbiviimine arvutite abil loodud mudelite abil asendas suuresti reaalsete tuumakatsetuste läbiviimist.		2000 aastad – tuumasimulatsioonid. Tuumasimulatsioonide läbiviimine arvutite abil loodud mudelite abil asendas suuresti reaalsete tuumakatsetuste läbiviimist.

	2010 aastad – molekulaardünaamika. Saab võimalikuks keeruka struktuuriga molekulide käitumise uurimine läbi simulatsioonide.		2010 aastad – molekulaardünaamika. Saab võimalikuks keeruka struktuuriga molekulide käitumise uurimine läbi simulatsioonide.
	Eeltoodud kasutusalad on pigem ülevaatlikud ning ei peegelda kogu superarvutite kasutusvaldkondade spektrit, vaid annab ülevaate erinevatest valdkondadest. Lisaks kasutatakse superarvuteid näiteks inimaju töö simuleerimiseks, kvantmehaanika mudelite uurimiseks, nafta ja gaasi leiualade otsimiseks, füüsikalise simulatsioonide läbiviimiseks, krüptoanalüüsiks jpm.		Eeltoodud kasutusalad on pigem ülevaatlikud ning ei peegelda kogu superarvutite kasutusvaldkondade spektrit, vaid annab ülevaate erinevatest valdkondadest. Lisaks kasutatakse superarvuteid näiteks inimaju töö simuleerimiseks, kvantmehaanika mudelite uurimiseks, nafta ja gaasi leiualade otsimiseks, füüsikalise simulatsioonide läbiviimiseks, krüptoanalüüsiks jpm.

	Olenemata superarvutite laiast kasutusalast, on nad sageli siiski ülimalt spetsiifilised ning loodud lahendama üht kindlat ülesannet. Näiteks IBM Deep Blue, arvuti mis loodi 1996 aastal eesmärgiga mängida selle abil malet ning võita tollast male maailmameistrit Garry Kasparovit.<ref>[http://www.history.com/this-day-in-history/deep-blue-beats-kasparov-at-chess]http://www.history.com/this-day-in-history/deep-blue-beats-kasparov-at-chess</ref>		Olenemata superarvutite laiast kasutusalast, on nad sageli siiski ülimalt spetsiifilised ning loodud lahendama üht kindlat ülesannet. Näiteks IBM Deep Blue, arvuti mis loodi 1996 aastal eesmärgiga mängida selle abil malet ning võita tollast male maailmameistrit Garry Kasparovit.<ref>[http://www.history.com/this-day-in-history/deep-blue-beats-kasparov-at-chess]http://www.history.com/this-day-in-history/deep-blue-beats-kasparov-at-chess</ref>

Sveelaid: /* LINPACK jõudlustest */

2016-10-24T20:04:41Z

LINPACK jõudlustest

← Older revision		Revision as of 23:04, 24 October 2016
Line 56:		Line 56:
	Üldiselt kasutatakse superarvutite võimekuse mõõtmiseks ühikut FLOPS<ref>[http://www.webopedia.com/TERM/F/FLOPS.html]http://www.webopedia.com/TERM/F/FLOPS.html</ref> ehk tehteid murdarvudega ühe sekundi kohta (floating point operations per second). Just sellele ühikule on orienteeritud ka LINPACK<ref>[https://www.top500.org/project/linpack/]https://www.top500.org/project/linpack/</ref> jõudlustest, kõige levinum ja tunnustatum test, mille alusel superarvutite jõudlust hinnatakse. LINPACKi testi käigus antakse arvutile sisendiks n*n suurune tabel, mis on täidetud lineaarvõrranditega kujul Ax = b. Arvuti kiiruse hindamiseks mõõdetakse aega, mis arvutil kulub kõikidele võrranditele lahendite leidmiseks.		Üldiselt kasutatakse superarvutite võimekuse mõõtmiseks ühikut FLOPS<ref>[http://www.webopedia.com/TERM/F/FLOPS.html]http://www.webopedia.com/TERM/F/FLOPS.html</ref> ehk tehteid murdarvudega ühe sekundi kohta (floating point operations per second). Just sellele ühikule on orienteeritud ka LINPACK<ref>[https://www.top500.org/project/linpack/]https://www.top500.org/project/linpack/</ref> jõudlustest, kõige levinum ja tunnustatum test, mille alusel superarvutite jõudlust hinnatakse. LINPACKi testi käigus antakse arvutile sisendiks n*n suurune tabel, mis on täidetud lineaarvõrranditega kujul Ax = b. Arvuti kiiruse hindamiseks mõõdetakse aega, mis arvutil kulub kõikidele võrranditele lahendite leidmiseks.

	Antud tulemusi kasutatakse edetabeli TOP500 loomiseks, kuhu on kantud 500 maailma võimsamat arvutit. LINPACKi testi eesmärk on anda hinnang arvuti jõudlusele eluliste ülesannete lahendamisel, kuid silmas tuleb pidada, et testi näol on tegemist lihtsustusega. See tähendab, et ükski eluline ülesanne ei koosne vaid lineaarvõrranditest. Samuti on test sattunud kriitika<ref>[http://www.datacenterknowledge.com/archives/2013/07/24/supercomputing-benchmark-set-to-evolve/]http://www.datacenterknowledge.com/archives/2013/07/24/supercomputing-benchmark-set-to-evolve/</ref> osaliseks, sest see hindab vaid ühte tüüpi ülesannete lahendamise kiirust, jättes arvestamata, et superarvutid luuakse üldiselt kindlaid ülesandeid silmas pidades, mistõttu on superarvutite arhitektuur erinev ning alati ei ole see orienteeritud ülesandele, mis nõuab lineaartehete lahendamist. Kokkuvõtvalt, teatud ülesanded nõuavad peale lineaarvõrrandite lahendamise suuremat mälumahtu, paremat täisarvude töötlemise võimet, võimsamat sisendi-väljundi süsteemi, kiiremat andmesidet vms.		Antud tulemusi kasutatakse edetabeli TOP500 loomiseks, kuhu on kantud 500 maailma võimsamat arvutit. LINPACKi testi eesmärk on anda hinnang arvuti jõudlusele eluliste ülesannete lahendamisel, kuid silmas tuleb pidada, et testi näol on tegemist lihtsustusega. See tähendab, et ükski eluline ülesanne ei koosne vaid lineaarvõrranditest. Samuti on test sattunud kriitika<ref>[http://www.datacenterknowledge.com/archives/2013/07/24/supercomputing-benchmark-set-to-evolve/]http://www.datacenterknowledge.com/archives/2013/07/24/supercomputing-benchmark-set-to-evolve/</ref> osaliseks, sest see hindab vaid ühte tüüpi ülesannete lahendamise kiirust, jättes arvestamata, et superarvutid luuakse üldiselt kindlaid ülesandeid silmas pidades, mistõttu on superarvutite arhitektuur erinev ning alati ei ole see orienteeritud ülesandele, mis nõuab lineaartehete lahendamist. Kokkuvõtvalt, teatud ülesanded nõuavad peale lineaarvõrrandite lahendamise võime suuremat mälumahtu, paremat täisarvude töötlemise võimet, võimsamat sisendi-väljundi süsteemi, kiiremat andmesidet vms.

	Tennessee Ülikooli arvutiteaduste professori Jack Dongarra<ref>[https://www.top500.org/project/authors/jack-dongarra/]https://www.top500.org/project/authors/jack-dongarra/</ref> sõnul tegeletakse hetkel aktiivselt sellega, kuidas superarvutite testimist muuta nii, et see annaks arvuti omadustele laiema hinnangu. Alternatiividena on välja pakutud HPC Challenge<ref>[http://icl.cs.utk.edu/hpcc/]http://icl.cs.utk.edu/hpcc/</ref> jõudlustesti ja HPCG<ref>[http://www.hpcg-benchmark.org/]http://www.hpcg-benchmark.org/</ref> jõudlustesti, mis kasutavad kiiruse mõõtmisel ühikut TEPS (Traversed Edges Per Second)<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Traversed_edges_per_second]https://en.wikipedia.org/wiki/Traversed_edges_per_second</ref>. Kriitikast hoolimata on LINPACKi test jäänud kasutusse tänu sellele, et selle alusel on võimalik saada üks konkreetne number, mida on lihtne võrrelda teiste arvutite tulemustega.		Tennessee Ülikooli arvutiteaduste professori Jack Dongarra<ref>[https://www.top500.org/project/authors/jack-dongarra/]https://www.top500.org/project/authors/jack-dongarra/</ref> sõnul tegeletakse hetkel aktiivselt sellega, kuidas superarvutite testimist muuta nii, et see annaks arvuti omadustele laiema hinnangu. Alternatiividena on välja pakutud HPC Challenge<ref>[http://icl.cs.utk.edu/hpcc/]http://icl.cs.utk.edu/hpcc/</ref> jõudlustesti ja HPCG<ref>[http://www.hpcg-benchmark.org/]http://www.hpcg-benchmark.org/</ref> jõudlustesti, mis kasutavad kiiruse mõõtmisel ühikut TEPS (Traversed Edges Per Second)<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Traversed_edges_per_second]https://en.wikipedia.org/wiki/Traversed_edges_per_second</ref>. Kriitikast hoolimata on LINPACKi test jäänud kasutusse tänu sellele, et selle alusel on võimalik saada üks konkreetne number, mida on lihtne võrrelda teiste arvutite tulemustega.

Sveelaid: /* Võimekus vs mahutavus (capability vs capacity) */

2016-10-24T20:03:10Z

Võimekus vs mahutavus (capability vs capacity)

← Older revision		Revision as of 23:03, 24 October 2016
Line 49:		Line 49:

	===Võimekus vs mahutavus (capability vs capacity)===		===Võimekus vs mahutavus (capability vs capacity)===
	Olenevalt superarvuti kasutusalast jagunevad nad üldiselt kaheks: arvutid, millel on suur võimekus ja arvutid, millel on suur mahutavus.<ref>[https://www.quora.com/Is-a-supercomputer-just-a-huge-cluster-or-am-I-missing-something]https://www.quora.com/Is-a-supercomputer-just-a-huge-cluster-or-am-I-missing-something</ref> Mahutavuse põhised superarvutid on loodud lahendama üheaegselt mõndasid keskmise suurusega ülesandeid või paljusid väikeseid ülesandeid olles seejuures suhteliselt säästlikud. Sageli ei peeta selliseid süsteeme superarvutiteks, sest need arvutid ei tegele ~~ühe~~ suure probleemi lahendamisega.		Olenevalt superarvuti kasutusalast jagunevad nad üldiselt kaheks: arvutid, millel on suur võimekus ja arvutid, millel on suur mahutavus.<ref>[https://www.quora.com/Is-a-supercomputer-just-a-huge-cluster-or-am-I-missing-something]https://www.quora.com/Is-a-supercomputer-just-a-huge-cluster-or-am-I-missing-something</ref> Mahutavuse põhised superarvutid on loodud lahendama üheaegselt mõndasid keskmise suurusega ülesandeid või paljusid väikeseid ülesandeid olles seejuures suhteliselt säästlikud. Sageli ei peeta selliseid süsteeme superarvutiteks, sest need arvutid ei tegele ühegi suure probleemi lahendamisega.

	Vastandudes eelnevale on võimekusele orienteeritud arvutid loodud silmas pidades seda, et nad suudaksid lahendada ühte suurt ülesannet võimalikult lühikese aja jooksul. Taolisi süsteeme kasutatakse sageli ülesannetel, kus on vaja lühikese aja jooksul läbi töötada palju informatsiooni, näiteks ilmaennustus, mille puhul on olemasolevate andmete kiire analüüs kriitilise tähtsusega.		Vastandudes eelnevale on võimekusele orienteeritud arvutid loodud silmas pidades seda, et nad suudaksid lahendada ühte suurt ülesannet võimalikult lühikese aja jooksul. Taolisi süsteeme kasutatakse sageli ülesannetel, kus on vaja lühikese aja jooksul läbi töötada palju informatsiooni, näiteks ilmaennustus, mille puhul on olemasolevate andmete kiire analüüs kriitilise tähtsusega.

Sveelaid: /* Massiivne jaotatud parallelism */

2016-10-24T20:01:11Z

Massiivne jaotatud parallelism

← Older revision		Revision as of 23:01, 24 October 2016
Line 40:		Line 40:

	===Massiivne jaotatud parallelism===		===Massiivne jaotatud parallelism===
	Jaotatud parallelism kasutab suurt hulka arvuteid, mis asuvad erinevates, teineteisest kaugel asuvates asupaikades. Tegu on oportunistliku lähenemisega, mis tähendab, et kesküksus, mis arvutite tööd juhib, saadab arvutile ülesande siis kui arvuti on vaba selle ülesandega tegelemiseks. Selle näiteks võib tuua süsteemi nimega BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing)<ref>[https://boinc.berkeley.edu/]boinc.berkeley.edu/</ref>, mis kasutab ülisuurte arvutusvõimsuste (mitme petaflopised kiirused) saavutamiseks ligi poolt miljonit arvutit üle maailma, mis kasutavad omavaheliseks suhtluseks internetti. Vaatamata suurte arvutusvõimsuse saavutamisele ei kajastu need kiirused üldiselt maailma võimsaimate arvutite edetabelites, kuna standartse LINPACKi<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/LINPACK_benchmarks]LINPACK_benchmarks</ref> <ref>[http://searchdatacenter.techtarget.com/definition/Linpack-benchmark]http://searchdatacenter.techtarget.com/definition/Linpack-benchmark</ref> jõudlustesti läbimine on raskendatud. ~~Oportunistlik~~ lähenemine võimaldab saavutada suuri arvutusvõimsusi, ei ole sellele sobivad kõik säärast jõudlust nõudvad ülesanded, eeskätt ülesanded, mis vajavad suurt võimsust korraga ja lühikese ajaperioodi jooksul (näiteks ilmastikuolude täpne ennustamine, vedelike dünaamika simulatsioonid). Seda eelkõige seetõttu, et kõik süsteemi ühendatud arvutid ei ole üldiselt kunagi korraga saadaval. Samuti seepärast, et arvuteid ühendava kanalina kasutatakse internetti, mille kiirus kõigub märgatavalt olenevalt arvutusüksuse asukohast maailmas, kellaajast, konkreetse riistvara spetsiifikast, kasutatavast tehnoloogiast jpm.		Jaotatud parallelism kasutab suurt hulka arvuteid, mis asuvad erinevates, teineteisest kaugel asuvates asupaikades. Tegu on oportunistliku lähenemisega, mis tähendab, et kesküksus, mis arvutite tööd juhib, saadab arvutile ülesande siis kui arvuti on vaba selle ülesandega tegelemiseks. Selle näiteks võib tuua süsteemi nimega BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing)<ref>[https://boinc.berkeley.edu/]boinc.berkeley.edu/</ref>, mis kasutab ülisuurte arvutusvõimsuste (mitme petaflopised kiirused) saavutamiseks ligi poolt miljonit arvutit üle maailma, mis kasutavad omavaheliseks suhtluseks internetti. Vaatamata suurte arvutusvõimsuse saavutamisele ei kajastu need kiirused üldiselt maailma võimsaimate arvutite edetabelites, kuna standartse LINPACKi<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/LINPACK_benchmarks]LINPACK_benchmarks</ref> <ref>[http://searchdatacenter.techtarget.com/definition/Linpack-benchmark]http://searchdatacenter.techtarget.com/definition/Linpack-benchmark</ref> jõudlustesti läbimine on raskendatud. Kuigi oportunistlik lähenemine võimaldab saavutada suuri arvutusvõimsusi, ei ole sellele sobivad kõik säärast jõudlust nõudvad ülesanded, eeskätt ülesanded, mis vajavad suurt võimsust korraga ja lühikese ajaperioodi jooksul (näiteks ilmastikuolude täpne ennustamine, vedelike dünaamika simulatsioonid). Seda eelkõige seetõttu, et kõik süsteemi ühendatud arvutid ei ole üldiselt kunagi korraga saadaval. Samuti seepärast, et arvuteid ühendava kanalina kasutatakse internetti, mille kiirus kõigub märgatavalt olenevalt arvutusüksuse asukohast maailmas, kellaajast, konkreetse riistvara spetsiifikast, kasutatavast tehnoloogiast jpm.

	==Tarkvara==		==Tarkvara==

Sveelaid: /* Arengutrendid */

2016-10-24T19:51:31Z

Arengutrendid

← Older revision		Revision as of 22:51, 24 October 2016
Line 88:		Line 88:
	Võttes arvesse superarvutite võimsuse kasvu kiirust viimastel aastatel, on selge, et sama trend jätkub ka tulevikus. India valitsus on teatanud, et plaanib aastaks 2017 luua EFLOPSi (1 eksaflops = 1000 petaflops) piiri ületav superarvuti. <ref>[http://www.popsci.com/technology/article/2012-09/india-wants-worlds-fastest-supercomputer-2017]INDIA AIMS TO TAKE THE "WORLD'S FASTEST SUPERCOMPUTER" CROWN BY 2017</ref>		Võttes arvesse superarvutite võimsuse kasvu kiirust viimastel aastatel, on selge, et sama trend jätkub ka tulevikus. India valitsus on teatanud, et plaanib aastaks 2017 luua EFLOPSi (1 eksaflops = 1000 petaflops) piiri ületav superarvuti. <ref>[http://www.popsci.com/technology/article/2012-09/india-wants-worlds-fastest-supercomputer-2017]INDIA AIMS TO TAKE THE "WORLD'S FASTEST SUPERCOMPUTER" CROWN BY 2017</ref>

	Monte Carlo simulatsioonide rakendamine. Superarvutite abil lahendatakse keerukaid ülesandeid, milles esineb palju vabadusastmeid. See tähendab, et on palju muutujaid, mis võivad muutuda, ning see muudab probleemi lahendamise tavavõtetega äärmiselt keerukaks. Superarvutite abil antakse igale sellisele muutujale suvaline väärtus ning uuritakse saadud tulemust, mille alusel on võimalik kogu probleemi kohta teha järeldusi. Monte Carlo simulatsioonide lahendamine nõuab väga suurt arvutusvõimet, mis tähendab, et mida suurem on arvutusvõime, seda täpsemaid tulemusi on võimalik lahendamisel saada. Seepärast ongi selleks ülesandeks superarvuti kasutamine parim lahendus.<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Monte_Carlo_method]Monte_Carlo_Method</ref>		Monte Carlo simulatsioonide<ref>[http://www.wikivisually.com/lang-et/wiki/Monte_Carlo_meetod/wiki_ph_id_28]http://www.wikivisually.com/lang-et/wiki/Monte_Carlo_meetod/wiki_ph_id_28</ref> rakendamine. Superarvutite abil lahendatakse keerukaid ülesandeid, milles esineb palju vabadusastmeid. See tähendab, et on palju muutujaid, mis võivad muutuda, ning see muudab probleemi lahendamise tavavõtetega äärmiselt keerukaks. Superarvutite abil antakse igale sellisele muutujale suvaline väärtus ning uuritakse saadud tulemust, mille alusel on võimalik kogu probleemi kohta teha järeldusi. Monte Carlo simulatsioonide lahendamine nõuab väga suurt arvutusvõimet, mis tähendab, et mida suurem on arvutusvõime, seda täpsemaid tulemusi on võimalik lahendamisel saada. Seepärast ongi selleks ülesandeks superarvuti kasutamine parim lahendus.<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Monte_Carlo_method]Monte_Carlo_Method</ref>

	==Viited==		==Viited==
	<references />		<references />

Sveelaid: /* Probleemid */

2016-10-24T19:46:58Z

Probleemid

← Older revision		Revision as of 22:46, 24 October 2016
Line 72:		Line 72:

	==Probleemid==		==Probleemid==
	Superarvutitega seotud peamiseks probleemiks võib pidada soojuse eraldumist. Nii nagu ka tavakasutuses olevate arvutite puhul, vajab ka superarvuti töötamiseks energiat, kuid seda märksa suuremal skaalal kui tavaseadmete korral. Tööks kulutatav energia eraldub pärast arvutusprotsessis kasutamist soojusena, mis omakorda võib olla kahjulik arvuti osadele. Jahutusega seotud probleemid on toonud hulga innovaatilisi lahendusi soojuse juhtimise vallas. Selle parimaks näiteks on 1985 aastal ettevõtte Cray Research poolt toodetud superarvuti Cray-2, mis pidi olema töötamise ajal tervenisti sukeldatud spetsiaalsesse jahutusvedelikku floroinerti. Selle arvuti jahutussüsteem, nn kosk, mis pumpas floroinerti läbi seadme, oli mõõtmetelt võrreldav arvutusüksuse endaga.		Superarvutitega seotud peamiseks probleemiks võib pidada soojuse eraldumist. Nii nagu ka tavakasutuses olevate arvutite puhul, vajab ka superarvuti töötamiseks energiat, kuid seda märksa suuremal skaalal kui tavaseadmete korral. Tööks kulutatav energia eraldub pärast arvutusprotsessis kasutamist soojusena, mis omakorda võib olla kahjulik arvuti osadele. Jahutusega seotud probleemid on toonud hulga innovaatilisi lahendusi soojuse juhtimise vallas.<ref>[http://www.liquisearch.com/supercomputer/hardware_and_architecture/energy_usage_and_heat_management]http://www.liquisearch.com/supercomputer/hardware_and_architecture/energy_usage_and_heat_management</ref> Selle parimaks näiteks on 1985 aastal ettevõtte Cray Research poolt toodetud superarvuti Cray-2, mis pidi olema töötamise ajal tervenisti sukeldatud spetsiaalsesse jahutusvedelikku floroinerti.<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Fluorinert]https://en.wikipedia.org/wiki/Fluorinert</ref> Selle arvuti jahutussüsteem, nn kosk, mis pumpas floroinerti läbi seadme, oli mõõtmetelt võrreldav arvutusüksuse endaga.<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Cray-2]https://en.wikipedia.org/wiki/Cray-2</ref>

	Tänapäeva uuemate seadmete töötamisel eralduvat soojust püütakse kasutada muudel praktilistel otstarvetel, näiteks hoonete kütmisel. Viimase kasutusala näiteks on Zürichi Tehnoloogiainstituudis kasutatav, 2010 valminud IBM Aquasar, mille uudses kuuma vett kasutavas jahutussüsteemis ringlevat vett kasutatakse lisaks ka ülikooli ruumide kütmisel.		Tänapäeva uuemate seadmete töötamisel eralduvat soojust püütakse kasutada muudel praktilistel otstarvetel, näiteks hoonete kütmisel. Viimase kasutusala näiteks on Zürichi Tehnoloogiainstituudis kasutatav, 2010 valminud IBM Aquasar, mille uudses kuuma vett kasutavas jahutussüsteemis ringlevat vett kasutatakse lisaks ka ülikooli ruumide kütmisel.<ref>[http://www.extremetech.com/extreme/131259-ibm-deploys-hot-water-cooled-supercomputer]http://www.extremetech.com/extreme/131259-ibm-deploys-hot-water-cooled-supercomputer</ref>
	Eelnevas näites toodud kasutusviis on ühtlasi ka suurepäraseks kokkuhoiumeetodiks, sest superarvutite ülalpidamise kulud ainuüksi elektrienergia arvelt on suured – Tianhe 1A, teine 2010 aasta superarvuti, tarvitab 4,04 MW energiat tunnis, mis näiteks käesoleva aasta (2016) septembri elektrihindades <ref>[https://www.energia.ee/elektri-turuhind]elektri-turuhind</ref> teeb jooksevkuludeks umbes 160 eurot tunnis ehk ligikaudu 1,4 miljonit eurot aastas.		Eelnevas näites toodud kasutusviis on ühtlasi ka suurepäraseks kokkuhoiumeetodiks, sest superarvutite ülalpidamise kulud ainuüksi elektrienergia arvelt on suured – Tianhe 1A, teine 2010 aasta superarvuti, tarvitab 4,04 MW energiat tunnis<ref>[http://www.zdnet.com/article/china-builds-worlds-fastest-supercomputer/]http://www.zdnet.com/article/china-builds-worlds-fastest-supercomputer/</ref>, mis näiteks käesoleva aasta (2016) septembri elektrihindades <ref>[https://www.energia.ee/elektri-turuhind]elektri-turuhind</ref> teeb jooksevkuludeks umbes 160 eurot tunnis ehk ligikaudu 1,4 miljonit eurot aastas.

	Superarvutite efektiivsust mõõdetakse ühikutes FLOPSi vati kohta, st mida suurem on selles ühikus kajastuv number, seda rohkem tehteid suudab arvuti teha kasutades selleks ühe vati võrra energiat. Kusjuures asub märkimisväärne superarvuti Islandil Raykjavikis, Thor Data Centres, mis kasutab oma energiana täielikult taastuvenergiat. Sellisele saavutusele aitab kaasa ka Islandi loomupoolest külm kliima, mida saab ära kasutada arvuti jahutamiseks ning seeläbi hoida jahutusele tehtavad kulutused võimalikult väikesed.		Superarvutite efektiivsust mõõdetakse ühikutes FLOPSi vati kohta, st mida suurem on selles ühikus kajastuv number, seda rohkem tehteid suudab arvuti teha kasutades selleks ühe vati võrra energiat. Kusjuures asub märkimisväärne superarvuti Islandil Raykjavikis, Thor Data Centres, mis kasutab oma energiana täielikult taastuvenergiat. Sellisele saavutusele aitab kaasa ka Islandi loomupoolest külm kliima, mida saab ära kasutada arvuti jahutamiseks ning seeläbi hoida jahutusele tehtavad kulutused võimalikult väikesed.<ref>[http://www.intelfreepress.com/news/green-supercomputer-crunches-big-data-in-iceland/39/]http://www.intelfreepress.com/news/green-supercomputer-crunches-big-data-in-iceland/39/</ref>

	Kuna superarvutite oodatavaks tööeaks loetakse umbes kolm aastat, on soojusjuhtimisel veel teine oluline roll. Nimelt võivad liigse soojuse korral kahjustuda arvutiosad (tekkida külmjoodised, sulamine), mis lühendaks seadme tööiga veelgi, tähendades seejuures suuri parandamisele kuluvaid kulutusi.		Kuna superarvutite oodatavaks tööeaks loetakse umbes kolm aastat<ref>[http://www.netl.doe.gov/File%20Library/Research/onsite%20research/R-D190-2014Nov.pdf]The NETL SuperComputer lk 2</ref>, on soojusjuhtimisel veel teine oluline roll. Nimelt võivad liigse soojuse korral kahjustuda arvutiosad (tekkida külmjoodised, sulamine), mis lühendaks seadme tööiga veelgi, tähendades seejuures suuri parandamisele kuluvaid kulutusi.
	1990 aastatel levima hakanud tuhandete protsessoritega superarvutite ja paralleelsüsteemide murekohaks on ka andmete ülekandmise kiirus. Insenerid peavad lisaks arvuti andmete töötlemise kiirusele pöörama tähelepanu sellele, kui kiiresti suudavad arvuti erinevad komponendid omavahel informatsiooni vahetada. Arvuti maksimaalset jõudlust silmas pidades ei tohiks tekkida olukordasid, kus mõni arvutusüksus ei tööta tänu sellele, et ta ei ole piisavalt kiiresti saanud kätte algandmeid või pole suutnud piisavalt kiiresti edasi saata juba töödeldud andmeid.		1990 aastatel levima hakanud tuhandete protsessoritega superarvutite ja paralleelsüsteemide murekohaks on ka andmete ülekandmise kiirus. Insenerid peavad lisaks arvuti andmete töötlemise kiirusele pöörama tähelepanu sellele, kui kiiresti suudavad arvuti erinevad komponendid omavahel informatsiooni vahetada. Arvuti maksimaalset jõudlust silmas pidades ei tohiks tekkida olukordasid, kus mõni arvutusüksus ei tööta tänu sellele, et ta ei ole piisavalt kiiresti saanud kätte algandmeid või pole suutnud piisavalt kiiresti edasi saata juba töödeldud andmeid.

Sveelaid: /* Kasutusalad */

2016-10-24T19:31:36Z

Kasutusalad

← Older revision		Revision as of 22:31, 24 October 2016
Line 69:		Line 69:
	2010 aastad – molekulaardünaamika. Saab võimalikuks keeruka struktuuriga molekulide käitumise uurimine läbi simulatsioonide.		2010 aastad – molekulaardünaamika. Saab võimalikuks keeruka struktuuriga molekulide käitumise uurimine läbi simulatsioonide.
	Eeltoodud kasutusalad on pigem ülevaatlikud ning ei peegelda kogu superarvutite kasutusvaldkondade spektrit, vaid annab ülevaate erinevatest valdkondadest. Lisaks kasutatakse superarvuteid näiteks inimaju töö simuleerimiseks, kvantmehaanika mudelite uurimiseks, nafta ja gaasi leiualade otsimiseks, füüsikalise simulatsioonide läbiviimiseks, krüptoanalüüsiks jpm.		Eeltoodud kasutusalad on pigem ülevaatlikud ning ei peegelda kogu superarvutite kasutusvaldkondade spektrit, vaid annab ülevaate erinevatest valdkondadest. Lisaks kasutatakse superarvuteid näiteks inimaju töö simuleerimiseks, kvantmehaanika mudelite uurimiseks, nafta ja gaasi leiualade otsimiseks, füüsikalise simulatsioonide läbiviimiseks, krüptoanalüüsiks jpm.
	Olenemata superarvutite laiast kasutusalast, on nad sageli siiski ülimalt spetsiifilised ning loodud lahendama üht kindlat ülesannet. Näiteks IBM Deep Blue, arvuti mis loodi 1996 aastal eesmärgiga mängida selle abil malet ning võita tollast male maailmameistrit Garry Kasparovit.		Olenemata superarvutite laiast kasutusalast, on nad sageli siiski ülimalt spetsiifilised ning loodud lahendama üht kindlat ülesannet. Näiteks IBM Deep Blue, arvuti mis loodi 1996 aastal eesmärgiga mängida selle abil malet ning võita tollast male maailmameistrit Garry Kasparovit.<ref>[http://www.history.com/this-day-in-history/deep-blue-beats-kasparov-at-chess]http://www.history.com/this-day-in-history/deep-blue-beats-kasparov-at-chess</ref>

	==Probleemid==		==Probleemid==

Sveelaid: /* Kasutusalad */

2016-10-24T19:27:49Z

Kasutusalad

← Older revision		Revision as of 22:27, 24 October 2016
Line 61:		Line 61:

	==Kasutusalad==		==Kasutusalad==
	Superarvutite kasutamise valdkonnad võib laias laastus grupeerida kümnendite kaupa, sest üldjoontes on igal kümnendil esile tõusnud teatud valdkonnad, kus suur arvutusvõimsus on erakordselt oluline.		Superarvutite kasutamise valdkonnad võib laias laastus grupeerida kümnendite kaupa, sest üldjoontes on igal kümnendil esile tõusnud teatud valdkonnad, kus suur arvutusvõimsus on erakordselt oluline.<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Supercomputer#Applications]https://en.wikipedia.org/wiki/Supercomputer#Applications</ref>
	1970 aastad – Ilmaennustus, aerodünaamika. Arvutusvõimsuse kasv võimaldas muuta täpsemaid kliimamudeleid ning neid ka simuleerida, misläbi muutusid ilmaennustused täpsemaks ning pikenes ka ajaperiood, mille kohta on võimalik ilma suhteliselt suure täpsusega hinnata.		1970 aastad – Ilmaennustus, aerodünaamika. Arvutusvõimsuse kasv võimaldas muuta täpsemaid kliimamudeleid ning neid ka simuleerida, misläbi muutusid ilmaennustused täpsemaks ning pikenes ka ajaperiood, mille kohta on võimalik ilma suhteliselt suure täpsusega hinnata.
	Aerodünaamika arengu tähtsus oli kõige märgatavam lennunduses, kus tänu valdkonna arengule oli võimalik muuta lennutransport kiiremaks, sagedasemaks (seos ilmaennustuse täpsuse tõusuga) ja usaldusväärsemaks (aerodünaamika arengu kiirenemine viis lõpule ka propellermootorite asendamise reaktiivmootoritega – lennukiiruste kasv).		Aerodünaamika arengu tähtsus oli kõige märgatavam lennunduses, kus tänu valdkonna arengule oli võimalik muuta lennutransport kiiremaks, sagedasemaks (seos ilmaennustuse täpsuse tõusuga) ja usaldusväärsemaks (aerodünaamika arengu kiirenemine viis lõpule ka propellermootorite asendamise reaktiivmootoritega – lennukiiruste kasv).

Sveelaid: /* LINPACK jõudlustest */

2016-10-24T19:21:00Z

LINPACK jõudlustest

← Older revision		Revision as of 22:21, 24 October 2016
Line 54:		Line 54:

	===LINPACK jõudlustest===		===LINPACK jõudlustest===
	Üldiselt kasutatakse superarvutite võimekuse mõõtmiseks ühikut FLOPS ehk tehteid murdarvudega ühe sekundi kohta (floating point operations per second). Just sellele ühikule on orienteeritud ka LINPACK jõudlustest, kõige levinum ja tunnustatum test, mille alusel superarvutite jõudlust hinnatakse. LINPACKi testi käigus antakse arvutile sisendiks n*n suurune tabel, mis on täidetud lineaarvõrranditega kujul Ax = b. Arvuti kiiruse hindamiseks mõõdetakse aega, mis arvutil kulub kõikidele võrranditele lahendite leidmiseks.		Üldiselt kasutatakse superarvutite võimekuse mõõtmiseks ühikut FLOPS<ref>[http://www.webopedia.com/TERM/F/FLOPS.html]http://www.webopedia.com/TERM/F/FLOPS.html</ref> ehk tehteid murdarvudega ühe sekundi kohta (floating point operations per second). Just sellele ühikule on orienteeritud ka LINPACK<ref>[https://www.top500.org/project/linpack/]https://www.top500.org/project/linpack/</ref> jõudlustest, kõige levinum ja tunnustatum test, mille alusel superarvutite jõudlust hinnatakse. LINPACKi testi käigus antakse arvutile sisendiks n*n suurune tabel, mis on täidetud lineaarvõrranditega kujul Ax = b. Arvuti kiiruse hindamiseks mõõdetakse aega, mis arvutil kulub kõikidele võrranditele lahendite leidmiseks.

	Antud tulemusi kasutatakse edetabeli TOP500 loomiseks, kuhu on kantud 500 maailma võimsamat arvutit. LINPACKi testi eesmärk on anda hinnang arvuti jõudlusele eluliste ülesannete lahendamisel, kuid silmas tuleb pidada, et testi näol on tegemist lihtsustusega. See tähendab, et ükski eluline ülesanne ei koosne vaid lineaarvõrranditest. Samuti on test sattunud kriitika osaliseks, sest see hindab vaid ühte tüüpi ülesannete lahendamise kiirust, jättes arvestamata, et superarvutid luuakse üldiselt kindlaid ülesandeid silmas pidades, mistõttu on superarvutite arhitektuur erinev ning alati ei ole see orienteeritud ülesandele, mis nõuab lineaartehete lahendamist. Kokkuvõtvalt, teatud ülesanded nõuavad peale lineaarvõrrandite lahendamise suuremat mälumahtu, paremat täisarvude töötlemise võimet, võimsamat sisendi-väljundi süsteemi, kiiremat andmesidet vms.		Antud tulemusi kasutatakse edetabeli TOP500 loomiseks, kuhu on kantud 500 maailma võimsamat arvutit. LINPACKi testi eesmärk on anda hinnang arvuti jõudlusele eluliste ülesannete lahendamisel, kuid silmas tuleb pidada, et testi näol on tegemist lihtsustusega. See tähendab, et ükski eluline ülesanne ei koosne vaid lineaarvõrranditest. Samuti on test sattunud kriitika<ref>[http://www.datacenterknowledge.com/archives/2013/07/24/supercomputing-benchmark-set-to-evolve/]http://www.datacenterknowledge.com/archives/2013/07/24/supercomputing-benchmark-set-to-evolve/</ref> osaliseks, sest see hindab vaid ühte tüüpi ülesannete lahendamise kiirust, jättes arvestamata, et superarvutid luuakse üldiselt kindlaid ülesandeid silmas pidades, mistõttu on superarvutite arhitektuur erinev ning alati ei ole see orienteeritud ülesandele, mis nõuab lineaartehete lahendamist. Kokkuvõtvalt, teatud ülesanded nõuavad peale lineaarvõrrandite lahendamise suuremat mälumahtu, paremat täisarvude töötlemise võimet, võimsamat sisendi-väljundi süsteemi, kiiremat andmesidet vms.

	Tennessee Ülikooli arvutiteaduste professori Jack Dongarra sõnul tegeletakse hetkel aktiivselt sellega, kuidas superarvutite testimist muuta nii, et see annaks arvuti omadustele laiema hinnangu. Alternatiividena on välja pakutud HPC Challenge jõudlustesti ja HPCG jõudlustesti, mis kasutavad kiiruse mõõtmisel ühikut TEPS (Traversed Edges Per Second). Kriitikast hoolimata on LINPACKi test jäänud kasutusse tänu sellele, et selle alusel on võimalik saada üks konkreetne number, mida on lihtne võrrelda teiste arvutite tulemustega.		Tennessee Ülikooli arvutiteaduste professori Jack Dongarra<ref>[https://www.top500.org/project/authors/jack-dongarra/]https://www.top500.org/project/authors/jack-dongarra/</ref> sõnul tegeletakse hetkel aktiivselt sellega, kuidas superarvutite testimist muuta nii, et see annaks arvuti omadustele laiema hinnangu. Alternatiividena on välja pakutud HPC Challenge<ref>[http://icl.cs.utk.edu/hpcc/]http://icl.cs.utk.edu/hpcc/</ref> jõudlustesti ja HPCG<ref>[http://www.hpcg-benchmark.org/]http://www.hpcg-benchmark.org/</ref> jõudlustesti, mis kasutavad kiiruse mõõtmisel ühikut TEPS (Traversed Edges Per Second)<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Traversed_edges_per_second]https://en.wikipedia.org/wiki/Traversed_edges_per_second</ref>. Kriitikast hoolimata on LINPACKi test jäänud kasutusse tänu sellele, et selle alusel on võimalik saada üks konkreetne number, mida on lihtne võrrelda teiste arvutite tulemustega.

	==Kasutusalad==		==Kasutusalad==

Sveelaid: /* Võimekus vs mahutavus (capability vs capacity) */

2016-10-24T19:09:18Z

Võimekus vs mahutavus (capability vs capacity)

← Older revision		Revision as of 22:09, 24 October 2016
Line 49:		Line 49:

	===Võimekus vs mahutavus (capability vs capacity)===		===Võimekus vs mahutavus (capability vs capacity)===
	Olenevalt superarvuti kasutusalast jagunevad nad üldiselt kaheks: arvutid, millel on suur võimekus ja arvutid, millel on suur mahutavus. Mahutavuse põhised superarvutid on loodud lahendama üheaegselt ~~mõndasin~~ keskmise suurusega ülesandeid või paljusid väikeseid ülesandeid olles seejuures suhteliselt säästlikud. Sageli ei peeta selliseid süsteeme superarvutiteks, sest need arvutid ei tegele ühe suure probleemi lahendamisega.		Olenevalt superarvuti kasutusalast jagunevad nad üldiselt kaheks: arvutid, millel on suur võimekus ja arvutid, millel on suur mahutavus.<ref>[https://www.quora.com/Is-a-supercomputer-just-a-huge-cluster-or-am-I-missing-something]https://www.quora.com/Is-a-supercomputer-just-a-huge-cluster-or-am-I-missing-something</ref> Mahutavuse põhised superarvutid on loodud lahendama üheaegselt mõndasid keskmise suurusega ülesandeid või paljusid väikeseid ülesandeid olles seejuures suhteliselt säästlikud. Sageli ei peeta selliseid süsteeme superarvutiteks, sest need arvutid ei tegele ühe suure probleemi lahendamisega.

	Vastandudes eelnevale on võimekusele orienteeritud arvutid loodud silmas pidades seda, et nad suudaksid lahendada ühte suurt ülesannet võimalikult lühikese aja jooksul. Taolisi süsteeme kasutatakse sageli ülesannetel, kus on vaja lühikese aja jooksul läbi töötada palju informatsiooni, näiteks ilmaennustus, mille puhul on olemasolevate andmete kiire analüüs kriitilise tähtsusega.		Vastandudes eelnevale on võimekusele orienteeritud arvutid loodud silmas pidades seda, et nad suudaksid lahendada ühte suurt ülesannet võimalikult lühikese aja jooksul. Taolisi süsteeme kasutatakse sageli ülesannetel, kus on vaja lühikese aja jooksul läbi töötada palju informatsiooni, näiteks ilmaennustus, mille puhul on olemasolevate andmete kiire analüüs kriitilise tähtsusega.