Časová osa: Superpočítač

Atomové bomby, umělá slunce, černé díry: S neomezeným výpočetním výkonem odhalují superpočítače tajemství našeho vesmíru.
MARKUS SCHMIDT

Vlastně bychom mohli dojít k názoru, že superpočítače jsou nejproblematičtějším vynálezem v dějinách lidstva: vždy když v posledním století něco špatně dopadlo, zkrachovalo nebo skončilo hůře, než se čekalo, stál v pozadí superpočítač. První skutečný počítač se také stal obětí vlastního úspěchu: Konrád Zuse, tehdy inženýr v Henschelových leteckých závodech, experimentoval s výpočetními stroji, aby v době druhé světové války vylepšil letecké bomby. Vrchol Zuseho práce a zároveň první digitální počítač na světě Z3 byl ironií osudu zničen spojeneckou leteckou bombou. Superpočítač to ale v žádném případě nebyl: Z3 počítal s frekvencí 5 Hz. Ještě výbušnější byla další oblast nasazení počítačů – vývoj prvních atomových bomb. USA sice daly k dispozici téměř 2,5 milionu dolarů pro projekt "Manhattan", nutné matematické výpočty ale musely provádět ženy zúčastněných vědců pomocí kapesních kalkulaček – téměř neřešitelný úkol. Přechod na počítač s děrnými štítky od IBM byl ale váhavý: teprve po soutěžním srovnání mezi ženami a počítačem IBM se vědci nechali přesvědčit: stroje IBM se neunavovaly a i po čtyřech hodinách počítaly bez chyb.

Cray 1: Boj systémů

Výpočetní boj mezi člověkem a strojem byl rozhodnut, další spor při stavbě superpočítače už byl ale na světě: Co počítá rychleji – jedna ústřední vysoce taktovaná CPU, nebo více menších výpočetních jader? Seymour Cray zodpověděl tuto otázku pragmaticky. Do svého prvního superpočítače, nazvaného Cray 1, zabudoval v roce 1976 jednu jedinou CPU s pracovní frekvencí 80 MHz a více vektorovými registry. Trik spočíval v tom, že superpočítač zapisoval do registrů data z 8 MB velké RAM a prováděl výpočty ve všech zaplněných registrech. Tak mohl Cray 1 s pouze jednou CPU provádět současně více výpočtů.
Až v roce 1997 se však superpočítač postaral o kulturní šok: Deep Blue od IBM s více než 500 speciálními CPU porazil šachového mistra světa Garri Kasparova. Šachový počítač uměl propočítat až 200 milionů nových pozic za sekundu, šachový mistr dokázal promyslet maximálně 50 tahů dopředu, a to zdaleka ne za sekundu. Přitom Deep Blue ani zdaleka nebyl nesilnějším počítačem své doby, v roce 1997 mu patřilo 259. místo v žebříčku. Kde se aktuálně nachází nejrychlejší superpočítač, o tom od roku 1993 existuje informace v podobě seznamu Top 500 – pololetně aktualizovaného žebříčku 500 světově nejrychlejších počítačů.
Současný rekordman pochází z počítače Cray, nazývá se Jaguar a s 224 000 výpočetními jádry kromě jiného počítá, co se stane, když zkolabují černé díry. Jeho maximální výkon je 1 750 000 000 000 000 početních operací za sekundu.
I přes tuto sdruženou výpočetní sílu zůstává jeden problém: superpočítače jsou stále ještě "hloupé" – ve srovnání s lidmi. Přestože se například podílejí na výzkumném projektu "Galaxy Zoo" (www.galaxyzoo.org) a rozdělují galaxie na kulaté, eliptické a spirálové, byl objeven jeden úplně nový druh galaxie, který počítače zcela přehlédly.
AUTOR@CHIP.CZ

Časová osa

1941  
Zuse3
První digitální počítač na světě měl vylepšit letadla a jejich bomby – a byl sám zničen leteckou pumou.
1943  
Turing Bomb
Během druhé světové války kódovali Němci své vojenské zprávy. Turing Bomb (počítač vyvinutý anglickým matematikem Alanem Turingem) jejich kód rozlouskl.
1945
IBM
Dříve než vybouchla první atomová bomba na světě, bylo toho třeba mnoho spočítat – tvar zápalného materiálu nebo průběh jaderné reakce. A ještě jednu důležitou věc: Nezamoří atomová bomba veškerou atmosféru Země?
1946  
ENIAC
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) měl vlastně počítat letové dráhy dělových střel, nakonec byl ale nasazen při vývoji vodíkové pumy.
1976  
Cray 1
Jeden z prvních modelů putoval do National Center for Atmospheric Research v USA a přemítal tam o atmosférických a klimatických modelech.
1997  
Deep Blue
IBM si trouflo vyzvat k duelu se superpočítačem světového šachového mistra Garri Kasparova. Kasparov zápas prohrál a k žádné odvetě dosud nedošlo.
2002  
Earth Simulator
V roce 2002 se nejrychlejší počítač světa nacházel v Japonsku. Jeho úkol: propočítávat klimatické modely oteplování a pomáhat při předpovědích přírodních katastrof.
2005  
Jaguar
Co se stane, když se srazí dva objekty, kterým moderní fyzika ještě ne zcela stoprocentně rozumí? Jaguar kromě jiného počítá kolizi dvou černých děr.
2009  
BULL HPC-FF
Ve Francii chtějí vědci vyrobit jadernou fúzi v umělém slunci a tím utišit hlad světa po energiích. Superpočítač tu například počítá nutné omezovací magnetické pole.
TREND
Rozptýlená síť počítačů bude stále důležitější. Konzole PlayStation po celém světě skládají proteiny, které by měly úspěšně bojovat proti Alzheimerově chorobě, další PC zase pomáhají při hledání signálů mimozemských civilizací. Výhoda: Analýza obrovských množství dat tak nestojí vědce téměř žádné peníze.