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K computer快得令人難以置信

為高速運算而生

K computer是世界上第一台速度突破每秒萬萬億次運算的超級電腦。 那麼每秒萬萬億次運算究竟有多快呢?

10個「一千兆」或10萬億相當於數字1後附16個零,該數字在日本語中可用“Kei”表示。 這也是該超級電腦被稱為K computer的原因。

10萬億的運算相當於全世界70億人每秒執行一次計算,每天24小時執行,並且共執行約17天。 K computer能夠在短短一秒鐘完成上述運算量。

K computer 有多快?

賦能技術

如何才能使K computer擁有高達每秒萬萬億次的強悍運算能力?

單個CPU的運算能力和輸送量是有限的。 為了擴展運算能力,必須將數量龐大的CPU相互連接。 而在K computer中,我們透過專門開發的技術連接了超過80000個CPU並由此實現了世界一流的技術與性能。

CPU是電腦的心臟。 但是僅僅依靠CPU,K computer是無法以高速度完成大規模運算的,這與人類無法僅僅依靠心臟來進行行動一樣。 在大規模運算中,進行各種重複運算流程,並多次使用先前運算的結果。 因此重要的是將該處理工作分配給多個CPU執行並且使CPU之間可以進行資料通訊。 由於CPU有80000個甚至更多,因此需要網路能夠有效地管理數量龐大的資料通訊工作。

記憶功能也是超級電腦設計中必不可少的部分。 K computer在以每秒萬萬億次運算的超高速進行大規模運算過程中需要處理大量資料,需要頻繁出入相關的記憶體。 除此以外,系統還必須配備儲存系統且該系統需要能夠容納連續輸出的大量運算結果。

富士通結合自身專有的各種技術,設計開發並建設超高速電腦所需的開創性新技術,且該技術被用於K computer。 K computer能達到每秒萬萬億次運算的原因是該電腦的每個元件都能以世界一流的效率進行運算。

如何建立具備高可用性的系統

K computer的組件數量龐大,其中包括80,000個甚至更多CPU和20萬條或更多電纜。 由此可見系統的適應性已成為關鍵因素。 重要的是:

- 單個元件具有高度容錯性
- 系統作為整體在局部故障的情況下也能繼續運作
- 在使用K computer的過程中可以更換無效元件

水冷系統可以帶走CPU運行過程中產生的熱量以降低CPU的故障率。

另一重要因素—高性能和高可靠性的特殊網路用於交換CPU之間的資料,我們使用6度網格/圓環拓撲完成了該網路的開發。 得益於多層CPU互連設計,6度網格/環面拓撲支持靈活的資料交換。 因此,即使某個元件在操作期間發生故障,系統只需繞過發生故障的元件即可繼續進行操作。

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