O que torna os supercomputadores tão caros?

Os supercomputadores são computadores "o dinheiro não é objecto" - os computadores mais rápidos que podem ser construídos com a tecnologia actual, para tentar calcular os problemas mais intensivos em computação: modelação meteorológica, dobragem de proteínas, biologia computacional, criptanálise, simulação de circuitos, etc. Estes sistemas informáticos custam milhões, dezenas ou centenas de milhões de dólares para construir, e não são baratos para alojar ou operar (muita electricidade) ou.

Obviamente, como a tecnologia informática avançou, o tamanho dos problemas informáticos que podemos atacar com supercomputadores aumentou. Para a modelagem computacional, um computador mais potente significa ser capaz de triturar mais dados, para um modelo de grão mais fino, ou apenas um modelo maior.

Ver Top 500 supercomputadores do mundo & notícias de computação de alto desempenho (HPC). O objetivo atual ao escrever isto em 2021 para supercomputadores de um único local é Exascale Computing. Entretanto, "a necessidade é a mãe da invenção" e a Pandemia COVID-19 resultou nesse esforço de computação distribuída:

>ul><A pandemia de coronavírus transformou Folding@Home em um supercomputador exaFLOP

Outro exemplo que conheço em primeira mão: em 1988, entrei para o grupo Engineering Computer Operations (ECO) da Apple (empresa), que operava e mantinha seu supercomputador Cray X-MP/48, comprado em 1985 por $15m (mais dinheiro adicional gasto no prédio do centro de computação para abrigá-lo). O projeto que tinha comprado o supercomputador tinha falhado e foi fechado, mas a Apple manteve a máquina e procurou outras formas de usá-la.

Uma aplicação particular para a qual o Cray era unicamente adequado: modelar o fluxo de plástico fundido em moldes de injeção industrial para verificar a correção do design do molde e, portanto, as peças plásticas que seriam produzidas por um determinado molde de injeção.

Você quer que as peças plásticas que saem de um molde de injeção sejam perfeitas: sem marcas de queimadura, sem marcas de fluxo, sem flanges, sem empenos, e assim por diante. "Ferramental" um molde plástico de qualidade de produção (blocos de metal de fresagem de precisão) custou $100.000 por tentativa, e sem modelagem eles tiveram que realmente experimentá-los: ferramente um molde, teste-o para ver se ele irá produzir a peça plástica projetada corretamente. Isso falhou algumas vezes: estava demorando cerca de três meses para obter um determinado molde projetado corretamente.

Isso foi importante para a Apple porque todos os seus computadores foram embutidos em caixas plásticas: o Apple II, o Mac, monitores, caixas externas de disco rígido, teclados (uma dor especial), ratos, e assim por diante. Um molde de injeção seria usado para fazer uma peça plástica, e você precisa de mais de um molde para fazer um produto inteiro: um estojo precisa de um inferior e um superior, então são necessários dois (ou mais) moldes plásticos.

Os engenheiros de design da Apple tinham feito experiências com softwares de modelagem de fluxo plástico, mas os computadores que eles tinham à sua disposição não eram poderosos o suficiente, e eles só podiam computar modelos pequenos e médios que não eram suficientes. A Apple contratou um dos engenheiros de software que tinha escrito um aplicativo de modelagem de fluxo plástico para "portar" o software para o nosso Cray e otimizá-lo para o melhor desempenho. Nosso Cray foi capaz de verificar modelos grandes e detalhados de fluxo plástico e fazê-lo muito rapidamente.

Existiram dois resultados principais de ter o Cray para executar esse software de modelagem:

1. Simular um molde plástico significava que você poderia testar efetivamente um projeto de molde sem realmente utilizá-lo. Isto significava que você poderia identificar falhas no projeto do molde mais rapidamente (sem esperar pela fresagem precisa do metal). O processo de obter um molde de qualidade de produção caiu de três meses para duas semanas, e eles foram capazes de acertar os moldes de qualidade de produção na primeira vez 90% do tempo com o software de modelagem. Enorme economia em dinheiro, e "tempo para comercializar">li> Um efeito mais sutil: Os desenhos de caixas da Apple deixaram de ser simples rectângulos - tinham curvas e outras formas mais complexas, porque os engenheiros de design sabiam que podiam confiar no software de modelagem para obter um molde correcto para um desenho de peças plásticas mais complexo ou visualmente interessante. Isto é um grande negócio para Diferenciação de Produtos.

Tudo isso foi suficiente para justificar a substituição do Cray X-MP da Apple por um novo e mais rápido sistema de Cray Y-MP, que também custou alguns milhões de dólares.

Obviamente, eu fiz uso do Cray da Apple também - afinal, ele foi disponibilizado para todos os engenheiros da Apple, e nosso grupo promoveu o uso do nosso Cray internamente, com (entre outros esforços), uma camiseta: Cultura da Apple Company: Meu Outro Computador é um Cray.

E aquele engenheiro de software de modelagem? Cray Research o contratou longe da Apple, porque ao portar aquele software para o Cray, ele tinha aberto um mercado totalmente novo para eles venderem supercomputadores em.