Moc obliczeniowa
komputera
Każdy może zbudować szybki procesor.
Sztuka, to zbudować szybki komputer.
Seymour Cray
Jakub Słowiński
Wrocław, 9 grudnia 2011
Moc obliczeniowa komputera
" liczba działań arytmetycznych jakie może
przeprowadzić komputer w jednostce czasu
" liczba operacji w jednostce czasu
" FLOPS  FLoating point Operations Per Second,
liczba operacji zmiennoprzecinkowych na
sekundę [1/s]
" MFLOPS - PFLOPS
Trochę historii
" 1957  Cray rozpoczyna pracę
w Control Data Corporation
i w 1959 buduje pierwszy
komercyjnie dostępny komputer
zbudowany na układach
tranzystorowych  CDC 1604
" 1963  CDC 6600, 8 MFLOPS,
chłodzenie freonem
" 1969  CDC 7600, 80 MFLOPS,
przetwarzanie potokowe
" 1976  Cray-1, teoretyczna moc 160
MFLOPS, praktycznie
136 MFLOPS, specjalna konstrukcja
 kształt, długość kabli, COS  Cray
Operating System
Trochę historii
" 1985  Cray-2, chłodzenie
cieczą, wydajność 1,9 GFLOPS,
UNICOS  bazujący na Unix,
procesory wektorowe
" 2003  Cray X1, 800MHz,
mniejsze jednostki chłodzone
powietrzem  64 procesory,
większe cieczą  512
procesorów
" 2009 - Cray XT5-HE Opteron 6-
core 2.6 GHz, 224162 rdzenia,
moc 1,759 PFLOPS
Chłodzenie
" pasywne  komercyjne karty graficzne, pierwsze
procesory Pentium
" aktywne

powietrze

ciecz (woda, ciecze chłodzące) w układzie
zamkniętym lub otwartym
suchy lód (zestalony CO2)+aceton -78,5�C


chłodzenie freonowe (propan, butan)

chłodzenie skroplonymi gazami (azot
-196�C, hel 3-4 K)
Test wzorcowy (benchmark)
" test wydajnościowy zestawu komputerowego
(pojedynczego lub zespołu/-ów), w tym
rozumieniu najczęściej benchmark sprzętowy
" Najczęściej mierzony za pomocą bibliotek
matematycznych (LAPACK, LINPACK) 
top500.org
" Benchmarki dla producentów sprzętu  spec.org
" Benchmarki dla graczy  3DMark, PCMark
Obliczenia równoległe
Równoległość, współbieżność 
oznacza realizację proces przez wiele
jednostek obliczeniowych
jednocześnie (wiele procesorów,
wiele komputerów).

procesor wielordzeniowy np. Intel i3

komputer wieloprocesorowy  stacje
robocze, serwery

klastry ZEUS  AGH Cyfronet

przetwarzanie sieciowe  obliczenia
rozproszone - SETI@home, BOINC
Prawo Amdahla
Obliczenia równoległe
Taksonomia Flynna
SISD  single instruction, single
data, komputer sekwencyjny
SIMD - single instruction, multiple
data, współczesne komputery
MISD - multiple instruction, single
data, systemy redundantne
MIMD - multiple instruction,
multiple data, systemy
rozproszone
Randomizacja i obliczenia kwantowe
Randomizacja (algorytmy Las Vegas i Monte Carlo)
Obliczenia kwantowe - przyszłość
Obliczenia molekularne - przyszłość
Overclocking
Idea overclockingu  przy minimalnych kosztach moc
obliczeniowa komputera powinna zostać znacznie
zwiększona.