Single precision flops что это
FLOPS
| Производительность суперкомпьютеров | ||
|---|---|---|
| Название | год | FLOPS |
| флопс | 1941 | 10 0 |
| килофлопс | 1949 | 10 3 |
| мегафлопс | 1964 | 10 6 |
| гигафлопс | 1987 | 10 9 |
| терафлопс | 1997 | 10 12 |
| петафлопс | 2008 | 10 15 |
| эксафлопс | 10 18 | |
| зеттафлопс | − | 10 21 |
| йоттафлопс | − | 10 24 |
Поскольку современные компьютеры обладают высоким уровнем производительности, более распространены производные величины от FLOPS, образуемые путём использования кратных приставок системы СИ.
Содержание
Флопс как мера производительности
Как и большинство других показателей производительности, данная величина определяется путём запуска на испытуемом компьютере тестовой программы, которая решает задачу с известным количеством операций и подсчитывает время, за которое она была решена. Наиболее популярным тестом производительности на сегодняшний день является программа Linpack, используемая, в том числе, при составлении рейтинга суперкомпьютеров TOP500.
Одним из важнейших достоинств показателя флопс является то, что он до некоторых пределов может быть истолкован как абсолютная величина и вычислен теоретически, в то время как большинство других популярных мер являются относительными и позволяют оценить испытуемую систему лишь в сравнении с рядом других. Эта особенность даёт возможность использовать для оценки результаты работы различных алгоритмов, а также оценить производительность вычислительных систем, которые ещё не существуют или находятся в разработке.
Границы применимости
Несмотря на кажущуюся однозначность, в реальности флопс является достаточно плохой мерой производительности, поскольку неоднозначным является уже само его определение. Под «операцией с плавающей запятой» может скрываться масса разных понятий, не говоря уже о том, что существенную роль в данных вычислениях играет разрядность операндов, которая также нигде не оговаривается. Кроме того, величина флопс подвержена влиянию очень многих факторов, напрямую не связанных с производительностью вычислительного модуля, таких как: пропускная способность каналов связи с окружением процессора, производительность основной памяти и синхронность работы кэш-памяти разных уровней.
Всё это, в конечном итоге, приводит к тому, что результаты, полученные на одном и том же компьютере при помощи разных программ, могут существенным образом отличаться, более того, с каждым новым испытанием разные результаты можно получить при использовании одного алгоритма. Отчасти эта проблема решается соглашением об использовании единообразных тестовых программ (той же LINPACK) с усреднением результатов, но со временем возможности компьютеров «перерастают» рамки принятого теста и он начинает давать искусственно заниженные результаты, поскольку не задействует новейшие возможности вычислительных устройств. А к некоторым системам общепринятые тесты вообще не могут быть применены, в результате чего вопрос об их производительности остаётся открытым.
Так, например, 24 июня 2006 года общественности был представлен суперкомпьютер MDGrape-3, разработанный в японском исследовательском институте RIKEN (Йокогама), с рекордной теоретической производительностью в 1 Пфлопс. Однако данный компьютер не является компьютером общего назначения и приспособлен для решения узкого спектра конкретных задач, в то время как стандартный тест LINPACK на нём выполнить невозможно в силу особенностей его архитектуры.
Причины широкого распространения
Несмотря на большое число существенных недостатков, показатель флопс продолжает с успехом использоваться для оценки производительности, базируясь на результатах теста LINPACK. Причины такой популярности обусловлены, во-первых, тем, что флопс, как говорилось выше, является абсолютной величиной. А во-вторых, очень многие задачи инженерной и научной практики в конечном итоге сводятся к решению систем линейных алгебраических уравнений, а тест LINPACK как раз и базируется на измерении скорости решения таких систем. Кроме того, подавляющее большинство компьютеров (включая суперкомпьютеры) построены по классической архитектуре с использованием стандартных процессоров, что позволяет использовать общепринятые тесты с большой достоверностью.
Обзор производительности реальных систем
Из-за высокого разброса результатов теста LINPACK, приведены примерные величины, полученные путём усреднения показателей на основе информации из разных источников. Производительность игровых приставок и распределённых систем (имеющих узкую специализацию и не поддерживающих тест LINPACK) приведена в справочных целях в соответствии с числами, заявленными их разработчиками. Более точные результаты с указанием параметров конкретных систем можно получить, например, на сайте The Performance Database Server.
Суперкомпьютеры
Процессоры персональных компьютеров
Карманные компьютеры
Распределённые системы
Данные приведены по состоянию на 26 июля 2011 года
Игровые приставки
Указаны операции с плавающей точкой над 32-разрядными данными
GPU-процессоры
Теоретическая производительность (FMA; гигафлопсы):
| GPU | GFLOPS с точностью 32 бита | GFLOPS с точностью 64 бита | Источник |
|---|---|---|---|
| GeForce GTX 590 | 2×1253,4 = 2507.4 | 2x 156,7 = 313.4 | [33] |
| GeForce GTX 580 | 1581,1 | 197,6 | [33] |
| Radeon HD 7970 | 3789 | 947 | [34] |
| Radeon HD 6990 | 2×2550 = 5100 | 2x 637 = 1274 | [34] |
| Radeon HD 5970 (AIB vendors) | 2x 2320 = 4640 | 2x 464 = 928 | [34] |
Человек и калькулятор
Калькулятор не случайно попал в одну категорию вместе с человеком, поскольку хотя он и является электронным устройством, содержащим процессор, память и устройства ввода/вывода, режим его работы кардинально отличается от режима работы компьютера. Калькулятор выполняет одну операцию за другой с той скоростью, с какой их запрашивает человек-оператор. Время, проходящее между операциями, определяется возможностями человека и существенно превышает время, которое затрачивается непосредственно на вычисления. Можно сказать, что в среднем производительность обычного карманного калькулятора составляет 10 флопс.
Человек, пользуясь лишь ручкой и бумагой, выполняет операции с плавающей запятой очень медленно и часто с большой ошибкой. Говоря о производительности нашего вычислительного аппарата, придётся использовать такие единицы как миллифлопс и даже микрофлопс.
| Имя | Ед. изм | Ценить |
|---|---|---|
| килограмм ФЛОПЫ | kFLOPS | 10 3 |
| мега шлепки | MFLOPS | 10 6 |
| гига FLOPS | GFLOPS | 10 9 |
| тера шлепки | Тфлопс | 10 12 |
| ПЕТА ФЛОПЫ | PFLOPS | 10 15 |
| exa FLOPS | EFLOPS | 10 18 |
| zetta FLOPS | ZFLOPS | 10 21 |
| yotta FLOPS | YFLOPS | 10 24 |
СОДЕРЖАНИЕ
Арифметика с плавающей точкой
Динамический диапазон и точность
Вычислительная производительность
FLOPS в системе HPC можно рассчитать с помощью этого уравнения:
ФЛОПЫ знак равно стойки × узлы стойка × Розетки узел × ядра разъем × циклы второй × FLOPs цикл <\ displaystyle <\ text 
.
Это можно упростить до наиболее распространенного случая: компьютер с ровно 1 процессором:
ФЛОПЫ знак равно ядра × циклы второй × FLOPs цикл <\ displaystyle <\ text .
Количество FLOP на цикл на ядро для различных процессоров
AVX2 (128 бит) Экскаватор
(ANSI 77 с векторными расширениями)
Рекорды производительности
Записи на одном компьютере
В июне 1997 года Intel «s ASCI Red был первым в мире компьютер для достижения одного терафлопс и за ее пределами. Директор Sandia Билл Кэмп сказал, что ASCI Red обладает лучшей надежностью среди всех когда-либо построенных суперкомпьютеров и «является высшей точкой для суперкомпьютеров по долговечности, цене и производительности».
NEC «S SX-9 суперкомпьютер был первым в мире векторного процессора превысит 100 гигафлопса за одно ядро.
26 июня 2007 года IBM анонсировала второе поколение своего топового суперкомпьютера, получившего название Blue Gene / P и разработанного для непрерывной работы на скоростях, превышающих один петафлопс, быстрее, чем Blue Gene / L. При такой настройке он может развивать скорость более трех петафлопс.
В июне 2008 года AMD выпустила серию ATI Radeon HD 4800, которые, как сообщается, станут первыми графическими процессорами, достигающими одного терафлопс. 12 августа 2008 года AMD выпустила видеокарту ATI Radeon HD 4870X2 с двумя графическими процессорами Radeon R770 общим объемом 2,4 терафлопс.
По состоянию на 2010 год самый быстрый процессор ПК достиг 109 гигафлопс ( Intel Core i7 980 XE ) в вычислениях с двойной точностью. Графические процессоры значительно мощнее. Например, вычислительные процессоры Nvidia Tesla C2050 GPU выполняют около 515 гигафлопс в вычислениях с двойной точностью, а AMD FireStream 9270 достигает максимальной скорости 240 гигафлопс.
12 ноября 2012 года рейтинг TOP500 подтвердил Titan как самый быстрый суперкомпьютер в мире согласно тесту LINPACK со скоростью 17,59 петафлопс. Он был разработан Cray Inc. в Национальной лаборатории Ок-Ридж и сочетает в себе процессоры AMD Opteron с технологиями графического процессора (GPU) NVIDIA Tesla «Kepler».
10 июня 2013 года китайский Tianhe-2 был признан самым быстрым в мире с показателем 33,86 петафлопс.
20 июня 2016 года китайский Sunway TaihuLight был признан самым быстрым в мире с 93 петафлопс в тесте LINPACK (из 125 петафлопс). Система, которая почти полностью основана на технологии, разработанной в Китае, установлена в Национальном суперкомпьютерном центре в Уси и обеспечивает более высокую производительность, чем следующие пять самых мощных систем в списке TOP500 вместе взятые.
Записи распределенных вычислений
Распределенные вычисления используют Интернет, чтобы связать персональные компьютеры для достижения большего количества FLOPS:
Стоимость вычислений
Затраты на оборудование
3 × NVIDIA RTX 3080 @ 29770 Гфлопс каждый и 699,99 долларов США
Общий объем GFLOPS = 89,794 / TFLOPS = 89,2794
Общая стоимость системы, вкл. реалистичные, но недорогие детали; соответствует другому примеру = 2839 долларов США
Что такое TFLOP: характеристики, использование и значение в консолях
Мы все чаще видим термин TFLOP, относящийся к компьютерам или консолям. Наряду с процессором, его емкостью памяти, его видеокартой и другими аспектами, которые мы уже знали при разборе технических характеристик устройства, сейчас очень часто мы видим эту аббревиатуру, TFLOPS. Вы можете не знать, что это значит или почему оно появляется в функциях, это может быть аббревиатура, о которой вы, вероятно, никогда не слышали, и вы не представляете, что это значит и если ее число влияет на производительность вашей консоли и как.
Что такое Флопс?
Что означает TFLOP?
Это не максимальная единица, которую мы можем найти сегодня, поскольку в некоторых частях мира есть суперкомпьютеры, которые уже прошли фазу TFLOPS и начинают измерять свою производительность в PetaFLOPS. Но мы сосредоточимся на TFLOP и их применении на консолях.
Что измеряют TFLOP?
Если вы поняли предыдущие абзацы, вы уже знаете, что чем больше TFLOP мы видим в спецификациях устройства, тем больше его возможностей для выполнения этого типа операций с плавающей запятой в секунду. Как мы уже объяснили, FLOPS это аббревиатура мера производительности компьютера, в этом случае он измеряет способность численных расчетов. И какие приложения у него есть или как это повлияет на производительность моего компьютера с более или менее TFLOP? А также, почему так много говорят о TFLOP применительно к игровым консолям?
TFLOP на консолях
Будет ли консоль с большим количеством TFLOP лучше?
Где этот новый термин слышат больше всего, пока он не станет стандартом производительности, находится на консолях нового поколения. Между Sony и Microsoft существует конкуренция за предоставление лучшего продукта для потребителей консолей для следующего поколения, и в этой войне TFLOPS может многое сказать.
Но, как и во всем, Вы должны не только смотреть на TFLOP машины, чтобы определить, является ли ее производительность хорошей или лучшей, чем у конкурентов. Сам Фил Спенсер, глава Xbox, сказал это, говоря о TFLOP на своей консоли и хвастаясь двенадцатью, которые он будет включать: «Это как в машине, вы бы не описали, как быстро она использует только одну функцию. Давайте представим, что терафлоп подобен лошадиной силе, мы все знаем, что может сделать 100 или 200 лошадиных сил, но это намного больше, чем это. Коробка передач, вес… все это влияет на конечную скорость машины ».
То есть, хотя количество терафлопов, которые мы видим на Xbox Series X или PS5, отличается, мы должны рассмотреть все функции консоли, прежде чем решить, лучше ли одно, другое, быстрее или мощнее.
Сколько TFLOPS у Xbox Series X и PS5?
Означает ли это, что Xbox Series X лучше PS5? Не обязательно, хотя общие данные о мощности есть и явно превосходят консоль Microsoft, есть и другие аспекты, в которых машина Sony превосходит своего конкурента, например, SSD с кастомным контроллером аудиочип, который так сильно разгрузит работу. ЦП так же как и сигнал GPU / ГРАФИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССОР и технология SmartShift, с помощью которой неиспользованная мощность будет передаваться от центрального процессора к графическому процессору. Это факт, который вы должны принять во внимание, но он несправедливо, что ты не обращаешь внимания на остальные детали и технические характеристики.
PS5 против PS4
Новые поколения не только увеличивают количество FLOPS, но и использование одного и того же количества не будет таким же, как в другом. Графический процессор PS5 или Xbox Series X позволяет использовать преимущества лучшей или более высокой производительности этих TFLOPS. В гипотетическом случае, когда они имели одинаковое количество, они были бы лучше использованы в новых поколениях благодаря этому улучшению в GPU. Но, кроме того, их больше.
В случае PlayStation 5 его характеристики явно улучшаются по сравнению с PS4, а также в отношении TFLOPS. В этом случае помогает эволюция в графическом процессоре консоли Sony последнего поколения, которая будет выпущена в ближайшие месяцы. В то время как графический процессор PlayStation 4 достиг 1.84 TFLOPS с 18 CU (вычислительными единицами) на частоте 800 МГц, графический процессор PS5 достигнет 10.28 TFLOPS благодаря 36 CU на частоте 2.23 ГГц.
Кроме того, графический процессор PS4 был установлен на архитектуре GCN, в то время как графический процессор PS5 был на RDNA 2. Вычислительный блок RDNA 2 на 62% лучше, чем у блока PS4, что означает, что матрица GRP составляет 36 CU в PlayStation. 5 будет эквивалентно одному из 58 CU в PlayStation 4. И это с учетом того, что, кроме того, это более чем вдвое превышает скорость. То есть это еще один гораздо более продвинутый уровень и, следовательно, скачок с 1.84 TFLOPS на PS4 до 10.28 TFLOPS на новой консоли Sony.
А остальные консоли?
Полные спецификации Xbox Series X и PS5
Помимо TFLOPS, мы должны управлять полной информацией о производительности двух консолей при принятии решения о покупке одной или другой. Здесь мы оставляем вам спецификации, которые мы уже знаем о двух машинах нового поколения, которые Microsoft и Sony запустят в ближайшем будущем.