Întrebări și răspunsuri # 3 - Exercițiu + Pierdere în greutate (februarie 2021)

tehnologie

Supercomputerele sunt înfometate de energie. Titan - cel mai rapid supercomputer din țară - situat în Tennessee, consumă aproximativ 8 megavati de energie electrică în fiecare an. În schimb, rezolvă cvadriloane de calcule pe secundă. Mii de oameni folosesc Titan pe o instalație de calcul care duce la Oak Ridge și la supercomputerele din alte două centre DOE Office of Science care simulează evenimente imposibile, impracticabile sau prea periculoase pentru a fi explorate în orice alt mod - de la vulcani până la erupție la supernovă.,

Aceste computere și predecesorii lor, în unele cazuri răspândite pe 40 de ani, au dus la descoperiri care au câștigat Premiul Nobel. Dar, potrivit raportului Comitetului consultativ pentru energie, nu este suficient. Sistemul Exaskale, un salt radical care ar putea rezolva calculul cvintilionului pe secundă, este necesar pentru a rezolva problemele rămase masive, dar încă umbrite, cu care se confruntă lumea.

Cu toate acestea, mai multă putere de calcul înseamnă deseori facturi mai mari la electricitate. „Ca oricine trebuie să plătească o taxă de energie, vreau să-mi permit să operez aceste mașini pentru țară”, a declarat Barbara Helland, directorul echipamentelor de la Advanced Research Computing Office din cadrul Office of Science.

Nu cu mult timp în urmă, unii oameni credeau că sistemele exaskale vor avea nevoie de propriile centrale electrice. În 2008, se aștepta ca un computer cu expirație să îndoiască 1000 de megawați într-un an. Oamenii de știință au plasat supercalculatoarele pe o dietă strictă. Noile previziuni sunt în jur de 20 de megawați, ceea ce duce la supercomputerele care sunt de 100 de ori mai rapide, dar utilizează doar 1,5 ori mai mult decât puterea.

Cum a fost posibilă o astfel de dietă? Când numele biroului dvs. include cuvintele „energie” și „știință”, colaborați cu antreprenori, cercetători și alții pentru a crea gurmanzi pentru computere, nu gurmanzi.

Jocurile video și oamenii reduc consumul de energie. Designul inteligent al computerului economisește energie și crește puterea de calcul. Titan folosește un dispozitiv optimizat de jocurile video: o unitate grafică. Fiecare unitate zdrobește numerele fără a reveni la memoria cu mai multe cifre. Este diferența dintre a găti într-o bucătărie bine aprovizionată și a merge la un magazin de oregano.

Fiecare supercomputer DOE are, de asemenea, o echipă de asistență pentru utilizatori: experți care îi ajută pe utilizatori să profite la maximum de timpul alocat. Când un eveniment real - care se întâmplă într-o fracțiune de secundă - este simulat pe un supercomputer într-un efort de-o zi cu un contor de electricitate care funcționează, eficiența este o problemă serioasă.

Sape reci și Ocean Breezes Supercomputerele cool. Aceste sisteme de dimensiuni de baschet scurg căldura. La facilitatea de calcul Argonne Leadership din Illinois, sistemele de supercomputer precum Mira și cohortele sale se racesc direct. În loc să răcească mai întâi fluxul de aer și apoi să-l sufle în rafturile computerului, Mira atrage căldura direct prin tuburile de cupru care trec prin rafturi. Rezultatul? Mult mai puțină energie decât metodele mai puțin directe.

Ca bonus suplimentar, răcirea directă permite mai multor procesoare să se încadreze în fiecare rack și oferă un avantaj de neuitat. Distanța de date care este transferată de la memorie la procesoare este mai mică. Deci, dacă bucătarul are nevoie de paste, este în bucătărie, nu în oraș. Pe măsură ce datele pe distanțe mai mici se deplasează, cu atât procesorul poate rezolva mai repede problema și merge mai departe. Acest beneficiu l-a ajutat pe Mire să-și asigure un loc pe lista mondială a celor mai puternice 500 de supercalculatoare din lume.

La Centrul Național de Calcul pentru Științe pentru Cercetarea Energiei din California, facturile de energie mai mici au briza oceanului și vederi spectaculoase. Deschis în 2015, stațiunea este un nou sărut de casă peste Golful San Francisco. Clădirea are loc în briza care răcorește două supercalculatoare: Edison și Cori. Aerul mai rece aduce aer cald la birouri și duce la o încărcare de energie care este aproximativ jumătate din ceea ce se află într-o casă NERSC veche, în timp ce puterea de calcul a fost mai mult decât dublată.

Nevoia este o mamă. Orice îmbunătățire a performanței care ar putea fi eliminată de la supercomputere prin adăugarea mai multă putere s-a epuizat de mult. Noile supercomputere solicită noi capacități care să ofere oamenilor de știință un partener elegant și eficient în realizarea de noi descoperiri, cum ar fi supercomputerul în evoluție numit Summit, care urmează să ajungă la Oak Ridge National Lab în următorii câțiva ani.

"Dacă mama invențiilor este o necesitate, vom avea câteva invenții în curând", a spus Susan Coghlan, director adjunct al Argonne Leadership Computing Facility.