ТЕХНОЛОГИ: Суперкомпьютер манай улсад

www.top500.org-д жилд 2 удаа дэлхийн бүх суперкомпьютеруудаас хамгийн хүчирхэг 500-г эрэмбэлж жагсаалт гаргадаг. Хамгийн сүүлд 2016 оны 11 сарын байдлаар  эхний 2-т Хятад, дараахь 3 байрыг Америк, удаахь байруудад Япон, Швейцарь зэрэг улсууд эхний 10-т орсон байна (Зураг 1). Жирийн компьютерын ерөнхий үүргийг мэдээллийг хадгалах, боловсруулах, үр дүн гаргах гэж томъёолж болох бол суперкомпьютер нь хурдан, том гэсэн нэмэлт шинжээс гадна параллель тооцоолол (parallel computing, parallel processing)-оор олон зэрэг үйлдэл гүйцэтгэх чадвартайгаараа ялгаатай. Суперкомпьютерт линукс (linux) үйлдлийн систем голчлон хэрэглэгддэг ба суперкомпьютерийг шинжлэх ухааны тооцоололд ихэвчлэн ашигладаг тул Фортран, C, C++ хэл дээр бичигдсэн програмууд өргөн хэрэглэгддэг. Бидний ухаалаг утаснууд ч линукс үйлдлийн систем ашиглана.

Зураг 1. Дэлхийн суперкомпьютеруудын жагсаалтын эхний 10.

Параллель тооцооллыг математик суурьтай шинжлэх ухааны асуудлуудыг шийдэхэд, тухайлбал, инженерчлэлийн олон салбар, хими, физик, биологийн салбар, цаг агаарыг урьдчилан мэдээлэх, уур амьсгалыг загварчлах зэрэгт өргөнөөр хэрэглэнэ. Зарчмын хувьд олон салбарт хэрэглэгдэх боломжтой. Параллель тооцооллыг бүрэн утгаар нь ашигладаг болон ажиллуулдаг улсууд бол цаг уурчид, тэр дундаа динамик тоон загвартай ажиллагсад. Эхний 10-т орсон АНУ-ын 5 хүрээлэн, лаборатори бүгдэд нь цаг агаар, агаар мандал, уур амьсгалын томоохон судалгаа хийгддэг. Тухайн дифференциаль тэгшитгэл (PDE)-ийг орон зайн хувьд газрын гадаргаас дээш агаар мандал байгаа түвшин хүртэл 3 хэмжээсээр хэдэн зуун сая цэг бүрт, хугацааны хувьд секундээс хэдэн арван жил хүртэлх хугацаагаар бодолт хийхийг суперкомпьютер л “чадна”. Манай улсын ганц суперкомпьютер (Cray XE6m) одоогоос 5 жил гаруйн өмнөөс эхэлж ус, цаг уурын албанд хэрэглэгдэж байгаа – Зураг 2 дээрх миний ард байгаа “шкаф”.

Зураг 2. Монголд ганц байх цаг уурт хэрэглэгдэж байгаа Cray XE6m суперкомпьютер

Top500 жагсаалтад нэгд орсон Sunway суперкомпьютер та бидний ширээнд дээр байгаа шиг компьютерийг 10 саяыг нийлүүлсэнтэй тэнцүү чадалтай. Хурдыг секундэд хийх үйлдлийн тоо – flops (floating-point operations per second) нэгжээр илэрхийлдэг ба Sunway 93000 Tflops бол манайхны ганц маань 6.3 Tflops. 15000 дахин ялгаатай гэсэн үг. Гэсэн хэдий ч, гадны мундагуудтай харьцуулахааргүй ч, сүүлийн арваад жилд тооцоолох технологийн хөгжилтэй холбоотойгоор манайхаас гаргадаг цаг агаарын богино, дунд хугацааны мэдээний чанар сайжирсныг Зураг3-аас харж болно – тухайлбал, температурын хувьд алдаа бараг 1.5 дахин багассан байна! Өөрөөр хэлбэл, цаг агаарын мэдээ сайжирсаар байна гэсэн үг.

 

Зураг 3. Манайхаас гаргасан агаарын температурын 1-5 хоногийн урьдчилсан албан мэдээний абсолют дундаж алдаа.

Гэвч, өнөөдрийн хэрэгцээ, шаардлагыг хангах өндөр нарийвчлалтай, таарц сайтай мэдээг гаргаж үйлчлэхэд техник, технологи, боловсон хүчний үзүүлэлт хангалтгүй. Агаар мандал, уур амьсгалын судалгаанд манай ганц “шкаф” үнэхээр багаддаг. Queue үүсэх, хүлээх, санах ой дүүрэх зэрэг асуудал байнга тулгарна. Агаар мандлын тоон судалгаа, цаг агаарын прогнозод нарны цацраг, газрын гадарга, бидний оршин амьдрах агаарын хязгаарын үе давхарга, турбулент хөдөлгөөн, диффуз, үүл, үүлний микрофизик, агаар мандал-газрын гадаргын харилцан үйлчлэл, агаар мандлын хими зэрэг маш олон процессийг тэгшитгэл, програмчлалын хэл ашиглан томъёочилж орон зайн тодорхой цэг бүрт, цаг хугацааны нарийн эгшин бүрт тооцоолол гүйцэтгэхэд агаар мандлын шинжлэх ухааны мэдлэгээс гадна програмчлал, технологи, физик, хими, хий шингэний механик, байгаль орчин, багаж техник зэрэг олон салбарын мэдлэг, гүнзгий ойлголт хэрэг болно. 


avatar

Авторууд

Санал асуулга

Нийт санал: 4467

2020 оны УИХ-ын сонгуулиар аль нам ялах вэ?

12%
МАН
17%
АН
69%
Шинэ гуравдагч хүчин
  • 12%
  • 17%
  • 69%