От суперкомпьютера до мобильника

Опубликовано: 27.02.2022

Хрустите чипсами? Звоните по телефону? Делаете еще что-то невероятно привычное, банальное и заурядное? Вполне возможно, что в создании до скукоты привычных ваших вещей принимали участие мощнейшие суперкомпьютеры планеты!

Нередко встречаются ситуации, когда задачи, поражающие своей масштабностью, требуют для решения совершенно смешных, на первый взгляд, ресурсов. Например, космический челнок Шаттл до начала 90-х годов управлялся компьютером с 500 килобайтами оперативной памяти! После чего он был модернизирован до… 1 мегабайта, с которым успешно летал фактически до наших дней, вплоть до закрытия этой космической программы в июле нынешнего года…

Ничего удивительного, в принципе, в этом нет — система управления космическим челноком не требует сложного графического интерфейса пользователя, работает в нетребовательной к ресурсам UNIX-подобной среде, и обрабатывает ограниченный объем информации от датчиков корабля. Однако, сам по себе факт сочетания столь внушительной конструкции, как 2000-тонный космический монстр, с примитивным компьютером, впечатляет!

Однако, чаще всего бывает наоборот, и, скажем, чип, установленный в современной музыкальной открытке и играющий «Happy Birthday», сопоставим по сложности со всеми компьютерами планеты, имевшимися на начало 50-х годов ХХ века… Этот занимательный факт, конечно, больше похож на исследования пресловутых «британских ученых», но, тем не менее, суть он отражает в целом верно и заставляет призадуматься о удивительной динамике вычислительной техники в последние полвека…

Например, известный авторитет в компьютерном мире, составитель знаменитого рейтинга «Топ-500 наиболее мощных компьютеров мира» Джек Донгарра, много лет подряд ведет наблюдения за развитием компьютерных систем в мире. Протестировав iPad 2, исследовательская группа Донгарры пришла в выводу, что его вычислительная мощность сопоставима с самым мощным суперкомпьютером 1985 года — знаменитым Cray-2 Сеймура Крея. При том, что 99,9 % iPad применяются для незамысловатых развлечений, в виде интернет-серфинга, чтения и игр, а Cray-2 был разработан и создан для министерства обороны и энергетики США, и использовался для вычислений в рамках сложнейших военных, климатических и океанографических исследований.

Еще один характерный пример сравнения поколений вдогонку к iPad — процессор Sony PlayStation 3, который сопоставим по производительности со знаменитым «электронным шахматистом» Deep Blue, обыгравшим в свое время Гарри Каспарова. Колоссальная инженерная работа над единичным суперустройством в начале 90-х сегодня умещается в массовом игровом девайсе…

Чем же занимаются современные суперкомпьютеры, мощность которых через десяток-другой лет будет равняться мощности мобильника? Вот что рассказал F5 Владимир Валентинович Воеводин, зам. директора по науке Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ, в котором установлен российский суперкомпьютер «Ломоносов»:

— Целые направления науки живут сегодня фактически только за счет компьютерного моделирования, ибо уровень их развития уже не позволяет проводить реальные эксперименты — слишком они сложны и дорогостоящи. Теорию построить без суперкомпьютеров можно, но как без них поставить эксперимент, который ее подтвердит или опровергнет?

На «Ломоносове» считается сотни задач во всех сферах науки и техники— более 500 научных групп работают одновременно! Кто-то будет удивлен, но среди этих задач немало и вполне жизненных вещей, понятных не только докторам наук, но и каждому из нас!

Вот, скажем, мобильный телефон — сотни компонентов расположенных вплотную друг к другу, многие из которых при работе выделяют тепло. Как распространяется это тепло по внутренностям устройства в различных режимах работы телефона, как оно влияет на действие тех или иных узлов? Это задача для суперкомпьютера!

К примеру, одной из групп московского университета некоторое время назад проводилось исследование на «Ломоносове» по заказу некого мобильного концерна, посвященное поиску оптимального состава стекла для дисплея — прочного, при этом нехрупкого, на котором бы не задерживалась грязь.

— Или еще пример — чипсы! Один из известных продуктов транснациональной корпорации Procter & Gamble — знаменитые чипсы Pringles. И, как это не удивительно, для их создания тоже был использован суперкомпьютер!Все дело в том, что форма Pringles — достаточно сложная, и при создании конвейера для их выпуска у специалистов компании возникли проблемы — высокая скорость конвейера — чипсы разлетались при укладывании в банку, и слишком большое количество продукции уходило в брак. Низкая скорость — малый выход продукта — нерентабельно! И именно суперкомпьютер провел численное моделирование, просчитал процесс с учетом формы чипса, воздушных потоков, скоростей и направлений движения, в результате чего для конвейера был определен оптимальный режим работы!

P.S. Одним словом, суперкомпьютеры — давно уже не только фундаментальная наука и не только инструмент физиков и химиков, как это традиционно считалось когда-то… Сегодня привычные, вполне осязаемые и даже банальные вещи, что окружают нас ежедневно, содержат в себе результаты работы вычислительных монстров из мирового «Топ-500»!