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スーパーコンピュータの辞書的な定義は、"特に強力なメインフレーム・コンピュータ "です。
スーパーコンピュータの「パワー」は、1秒間にどれだけの演算を処理できるかで定義される。
これは広義の定義であり、コンピュータ技術の進歩に伴いゴールポストが変化しています。現在の最速のパーソナルコンピュータは、数十年前のスーパーコンピュータと同じスピードで演算処理を行っている。それだけ、技術の変化が速いということです。
では、スーパーコンピュータとは何なのか?
では、現在のスーパーコンピューターはどのようなものなのか、もう少し詳しく見てみましょう。
長年、米国、中国、日本は世界最速のスパコンを目指して奮闘してきた。""高速 "とは、コンピュータシステムが実行できるギガフロップスの数で定義されます。ペタフロップは1秒間に10兆回の浮動小数点演算を行うことです。
2013年までに、現存する最も強力なスーパーコンピュータ2台は
しかし、この年、中国は広州のNUDT Tianhe IIの運営を引き継ぎ、33.86ギガFLOPSという驚異的な数字を叩き出した。このシステムは2016年まで王者でしたが、中国・無錫のSunway TaihuLightが93.01ギガFlopsという驚異的な性能でついに勝利しました。
Top500によると、次のスーパーコンピュータの王者はSummitになるはずです。オークリッジ国立研究所のスーパーコンピューターで、2018年夏に運用開始予定です。
このように、スーパーコンピュータがどのように進化してきたのか、その仕組みを見ていきましょう。太陽路太洋燈をチェックしよう。
Taihulightは、以下のようなプロセッサ・アーキテクチャを持つ超高効率コンピュータです。
これらのキャビネットを接続するために、この印象的なシステムの構築者は独自のPCIe 3.0接続ネットワークをカスタマイズし、「Sunway Network」と名付けました。
ネットワークは、スイッチ、リソース共有ハードウェア、すべてのスーパーノードを7インチケーブルで結び、1秒間に70TBのデータを伝送します。
ここでは、世界のトップ500の中で最も高速なスーパーコンピュータ10台のリストを紹介します。
世界中の先進的な研究所や**施設を巻き込んだ広大な競技場です。これらのリーダーは、世界中のコンピュータ専門家から尊敬を集めているだけでなく、トップの座をめぐって政治的な競争が繰り広げられているのです。スーパーコンピューターは1時間あたり何千ドルもかかるので、これらの企業もおそらく大儲けしていることでしょう。
なぜ、1秒間に1000万回の浮動小数点演算を処理できるコンピューターシステムが必要なのでしょうか?
ここでは、産業界、軍需産業におけるスーパーコンピュータの活用事例を紹介します。
2014年にinternationaldatacorporationが執筆したレポートでは、スーパーコンピュータが実際に使用されている数十のシナリオを詳細に分析しています。その研究から、次のような事例を導き出しました。
このように、高度な計算能力に対する要求は、様々な産業、**機関、軍などから多く寄せられています。
スーパーコンピュータの速度が向上するのは、マイクロプロセッサに搭載されるトランジスタの数がどんどん増えて、規模が小さくなっていった結果である。このマイクロ回路が原子レベルまで縮小していくと、スーパーコンピュータの次のステージは量子コンピュータの領域になると多くの未来学者が予想している。
量子コンピュータは、コンピュータ技術におけるユニークな発展である。科学者たちは、素粒子の状態の制御を利用して、従来のトランジスタベースのマイクロプロセッサを置き換えることを期待している。
素粒子は非常に不思議な物理法則に従っており、そのほとんどは研究者によって最近発見されたばかりである。この素粒子の状態を制御するさまざまな手法を試すことで、古典的なトランジスタの1や0を、この量子粒子の1や0に置き換えることができると期待されているのだ。
この2つの状態を持つ粒子の別称が量子ビット(または "quantum bits")である。
量子コンピューティングの心憎い点は、これらの粒子の利用可能な多くの状態によって、これらのコンピュータが単なる1や0以上のものを保存できるようになるかもしれないということだ。
トップ500の中にトップクラスの性能を持つ量子スパコンがあるという話を聞かないのは、本当に安定した量子スパコンがまだ存在しないからです。
IBMでは、研究者向けに20ビットシステムへのオンラインアクセスを提供しています。研究者は通常、化学シミュレーションなど、量子コンピュータが得意とする特定の計算や解析に量子コンピュータを利用している。
量子コンピュータの開発者が使っている用語は、最近までほとんど理論的なものだった。しかし現在、これらのシステムを構築した科学者たちは、「量子ビット」間の非常に現実的な相互作用を「エンタングルメント」と表現し、量子ビットの特定の状態を「コヒーレンス」と表現しています。"といった具合に、従来のコンピュータとの比較はほとんど不可能です。
現在の伝統的なスーパーコンピュータに対抗する望みのある大規模システムは、まだ不安定すぎるのです。例えば、2017年11月、IBMは、**50ビットの量子コンピュータを開発したと発表しました。しかし、その量子的な「マイクロ状態」を維持できるのは、90マイクロ秒に過ぎない。
量子コンピュータは、将来的に大きな期待が寄せられているが、現時点では従来のシリコンベースのスーパーコンピュータとの競合はほとんどない。
スーパーコンピュータ技術の未来はどこに向かっていると思いますか?量子コンピュータは、人々が思っている以上に身近な存在だと思いますか?2018年以降、どの国がトップになると思いますか?