Obliczenia Zettascale

Obliczenia Zettascale odnoszą się do systemów obliczeniowych zdolnych do obliczania co najmniej „10 ²¹ IEEE 754 operacji podwójnej precyzji (64-bitowych) (mnożenia i/lub dodawania) na sekundę ( zetta FLOPS )”. Jest to miara superkomputera , a od lipca 2022 r. stanowi hipotetyczną barierę wydajności. System komputerowy zettascale mógłby wygenerować więcej pojedynczych danych zmiennoprzecinkowych w ciągu jednej sekundy, niż zgromadziły wszystkie środki cyfrowe na Ziemi w pierwszym kwartale 2011 r. ^{[ Potrzebne źródło ]}

Definicje

Operacje zmiennoprzecinkowe na sekundę (FLOPS) to jedna z miar wydajności komputera . FLOPS można rejestrować w różnych miarach precyzji, jednak standardowa miara (używana przez TOP500 ) wykorzystuje operacje 64-bitowe ( format zmiennoprzecinkowy o podwójnej precyzji ) na sekundę przy użyciu testu porównawczego High Performance LINPACK (HPLinpack) .

Prognozy

W 2018 roku chińscy naukowcy przewidywali, że pierwszy system zettaskalowy zostanie zmontowany w 2035 roku. Prognoza ta wygląda wiarygodnie z historycznego punktu widzenia, ponieważ przejście od maszyn teraskalowych (10 12 ) do systemów petaskalowych (10 15 ) zajęło ^około 12 ^lat . a następnie kolejne 14 lat, aby przejść na komputery eksaskalowe (10 ¹⁸ ).

Naukowcy przewidują, że systemy zettascale będą prawdopodobnie zorientowane na dane; ta propozycja oznacza, że komponenty systemu przeniosą się do danych, a nie odwrotnie, ponieważ przewiduje się, że wolumeny danych w przyszłości będą tak duże, że przeniesienie danych będzie zbyt kosztowne. Przewiduje się również, że systemy zettascale będą zdecentralizowane – ponieważ taki model może być najkrótszą drogą do osiągnięcia wydajności zettascale, z milionami mniej wydajnych komponentów połączonych i współpracujących ze sobą, tworząc kolektywny hiperkomputer, który jest potężniejszy niż jakikolwiek pojedynczy komputer. maszyna. Takie zdecentralizowane systemy mogą być zaprojektowane tak, aby naśladować złożone systemy biologiczne, a następny paradygmat cybernetyczny może opierać się na płynnych systemach cybernetycznych z ucieleśnionymi rozwiązaniami wywiadowczymi. ^{[ wymagane wyjaśnienie ]}

Potencjalna konfiguracja

Chiński Narodowy Uniwersytet Technologii Obronnych proponuje następujące wskaźniki:

Pobór mocy: 100 MW
Wydajność energetyczna: 10 teraflopów/wat
Szczytowa wydajność na węzeł: 10 petaflopów
Przepustowość komunikacyjna pomiędzy węzłami: 1,6 terabita/sekundę
Przepustowość we/wy: od 10 do 100 petabajtów na sekundę
Pojemność pamięci: 1,0 zettabajta
Powierzchnia: 1000 metrów kwadratowych

Problemy

Ponieważ prawo Moore'a zbliża się do swoich naturalnych granic, superkomputery napotkają poważne problemy fizyczne, aby przejść z systemów eksaskalowych do zettaskalowych, co sprawi, że dekada po 2020 r. będzie kluczowym okresem na opracowanie kluczowych technik obliczeń o wysokiej wydajności. Wielu prognostów, w tym Gordon Moore , spodziewa się, że prawo Moore'a przestanie obowiązywać około 2025 roku. Kolejnym wyzwaniem dla osiągnięcia wydajności zettascale może być ogromne zużycie energii.

Aplikacje

Komputery Zettascale będą w stanie precyzyjnie prognozować globalną pogodę na okres około 2 tygodni.

Obliczenia Zettascale będą również w stanie znacznie skrócić czas potrzebny do astrofizycznych symulacji tak rzadkich zjawisk, jak czarne dziury, łączenie się gwiazd neutronowych i supernowe. Na przykład obliczenie modelu 3D niestabilności fali uderzeniowej z zapadającego się rdzenia supernowej, co zajmuje 1 milion godzin na komputerach petaflopowych i 1000 godzin na maszynach eksaflopsowych, można wykonać w ciągu zaledwie jednej godziny na systemach zettaflops.

Systemy Zettascale lub yottascale mogą być w stanie dokładnie modelować cały ludzki mózg.

Zobacz też

Linki zewnętrzne