Когда речь идет о силе компьютера, часто звучит загадочное слово «флопс». Этот термин на самом деле представляет собой довольно простую идею. Флопс — это единица измерения, которая показывает, сколько операций с плавающей запятой, то есть вычислений с дробными числами, процессор может выполнить за одну секунду. Это похоже на измерение количества шагов, которые человек может сделать за минуту в математическом мире.
Зачем вообще знать это? Для задач, требующих огромных объемов вычиcлений, таких как прогнозирование погоды, создание спецэффектов в кино или обучение искусственного интеллекта, эта цифра имеет решающее значение. Чем больше компьютеров с высокой производительностью, измеряемой во флопсах, тем быстрее и сложнее можно выполнять расчеты.
Цифры, которые вы часто видите, имеют астрономические размеры: они называются гигафлопсами (миллиарды операций), терафлопсами (триллионы) и даже петафлопсами (тысячи триллионов). Кроме того, вероятность того, что ваш домашний компьютер или игровая консоль имеют производительность, превышающую несколько терафлопс. Кроме того, самые мощные суперкомпьютеры в мире уже измеряются в экзафлопсах, то есть квинт
↑ Сколько Flops у компьютера
Сколько Flops у компьютера — это вопрос о его скорости, то есть о количестве операций с плавающей запятой, которые он может выполнить за секунду. Чем выше этот показатель, тем быстрее компьютер выполняет сложные задачи, такие как научные расчеты, игры или монтаж видео. Мощные видеокарты и суперкомпьютеры могут иметь тера- и даже петафлопс, а обычные домашние компьютеры могут иметь от нескольких десятков до сотен гигафлопс. Хотя это не самый важный показатель производительности, он дает хорошее представление о том, на что способна система.
↑ Что такое Flops
Flops (флопс) — это сокращение от «floating-point operations per second» (операции с плавающей запятой в секунду). Это единица измерения производительности компьютера, показывающая количество арифметических операций с плавающей запятой (например, сложение, вычитание, умножение, деление), которые компьютер способен выполнить за одну секунду. Операции с плавающей запятой — это тип математических вычислений, использующихся в программном обеспечении, в частности в:
- Научных вычислениях — моделирование сложных систем, анализ данных, машинное обучение;
- 3D-графике — рендеринг изображений и видео, игры;
- Обработке изображений и видео — редактирование фотографий и видео, распознавание лиц;
- Шифровании для защиты данных.
Компьютер работает быстрее с большим количеством Flops.
Флопс — это единица измерения производительности вычислительных ресурсов системы компьютера, доступных для выполнения плавающей запятой. Эти ресурсы включают:
- Центральный процессор — основной мозг компьютера, выполняющий большинство инструкций;
- Графический процессор – мозг видеокарты, изначально предназначен для обработки графики, но может использоваться для ускорения других вычислений, в том числе операций с плавающей запятой;
- Специализированные ускорители — некоторые компьютеры могут иметь дополнительные аппаратные ускорители, предназначенные для выполнения определённых типов задач (машинное обучение, научные вычисления и т.п.).
Производительность может быть измерена в Flops как для отдельных из этих ресурсов, так и для всей системы компьютера в целом.
Количество Flops зависит от производительности видеокарты компьютера. В Flops мощные графические процессоры значительно превосходят центральные процессоры. Для задач, требующих множества операций с плавающей запятой, архитектура графического процессора лучше подходит для параллельной обработки больших объемов данных.
Эта единица измерения называется flops. Имеет кратные ей производные единицы, используемые для обозначения более высоких уровней производительности компьютеров, что делает его более понятным для понимания невероятных возможностей суперкомпьютеров:
- KFlops (килофлопс) — одна тысяча (10^3) Flops;
- MFlops (мегафлопс) — один миллион (10^6) Flops;
- GFlops (гигафлопс) — один миллиард (10^9) Flops;
- TFlops (терафлопс) — один триллион (10^12) Flops;
- PFlops (петафлопс) — один квадриллион (10^15) Flops;
- EFlops (экзафлопс) — один квинтиллион (10^18) Flops;
- ZFlops (зеттафлопс) — один секстиллион (10^21) Flops;
- YFlops (йоттафлопс) — один септиллион (10^24) Flops.
Flops — это метрика, фокусирующая только на производительности операций с плавающей запятой. Она более объективна, чем оценки бенчмарк-тестов, например, PassMark, Cinebench, Geekbench, 3DMark и пр. Их оценки могут зависеть от различных факторов – конфигурация компьютера, операционная система, драйверы, настройки системы. Так, у каждого бенчмарка свои алгоритмы тестирования, которые могут по-разному раскрывать возможности процессоров и видеокарт. Flops же является метрикой, не зависящей от этих факторов. Flops измеряет теоретическую пиковую производительность, тогда как бенчмарк-тесты измеряют реальную производительность при выполнении различных задач. Компьютер с более высоким значением Flops не обязательно будет работать лучше в реальных программах, чем компьютер с более низким значением Flops. Flops – это не мерило нам в подмогу при раздумьях, какие процессор и видеокарту взять в компьютер. Для этих целей лучше как раз таки бенчмарк-тесты. Flops – это в большей степени мерило определения потенциала IT-развития человечества.
↑ От смартфона до суперкомпьютера – сколько у техники Flops
Давайте познакомимся с категориями производительности в Flops. Устройства различных типов демонстрируют различные уровни производительности. И будут измеряться в зависимости от различных производных Flops.
Производительность современных смартфонов измеряется десятками и сотнями GFlops. У обычных смартфонов – от 100 до 300 GFlops. Лидер же среди смартфонов Apple iPhone 13 Pro Max насчитывает 526 GFlops.
Производительность слабых и усреднённых пользовательских компьютеров также измеряется десятками и сотнями GFlops. Производительность мощных ПК может исчисляться в TFlops. Например, один из мощнейших процессоров с интегрированной графикой и нейронным движком Apple M1 Max, используемый в ПК iMac и ноутбуках MacBook, может похвастаться производительностью в 10.4 TFlops.
Производительность современных игровых консолей измеряется сотнями GFlops, а самых продвинутых измеряется в TFlops. Например, у Sony PlayStation 5 это 10.3 TFlops.
Суперкомпьютеры — это специализированные компьютеры, значительно превосходящие по техническим параметрам и скорости вычислений большинство существующих в мире компьютеров; они состоят из множества взаимосвязанных процессоров, работающих одновременно, и используют специализированные сети с пропускной способностью в десятки Тбит/с. Суперкомпьютеры помогут осмыслить достигнутые человечеством масштабы производительности вычислительной техники.
На момент написания статьи ТОП-5 самых мощных суперкомпьютеров:
- 1 место — Frontier (США, Ок-Риджская национальная лаборатория), производительность 1,194 EFlops, действующий лидер с 2022 года, первый в мире экзафлопсный суперкомпьютер;
- 2 место – Aurora (США, Аргоннская национальная лаборатория), производительность 34 PFlops, появился в 2023 году;
- 3 место – Eagle (США, компания Microsoft), производительность 20 PFlops, появился в 2023 году;
- 4 место — Fugaku (Япония, Институт физико-химических исследований), производительность 010 PFlops, появился в 2020 году;
- 5 место — Lumi (Финляндия, IT-центр науки в Каяани), производительность 70 PFlops, появился в 2022 году.
Итого, друзья: Apple M1 Max и Sony PlayStation 5 мощнее обычных компьютеров и смартфонов более чем в 50 раз. А суперкомпьютер Frontier мощнее их всех в триллионы раз. Но Frontier – это не верх IT-эволюции человечества, задачи, на решение которых этому суперкомпьютеру потребовалось бы несколько десятков лет, за несколько секунд может решить квантовый компьютер.
Подводя итог, следует помнить, что индикатор FLOPS представляет собой максимальную скорость автомобиля в идеальных условиях на трассе. Это важная теоретическая цифра, демонстрирующая потенциал процессора, особенно в контексте обучения нейросетей или сложных научных расчетов.
Но эта цифра редко полезна в повседневной жизни, когда вы работаете с программами и играете. Скорость процессора, объем оперативной памяти и, конечно же, скорость видеокарты — все это факторы, которые влияют на производительность. Придерживаться только высоких FLOPS равносильно покупке автомобиля только по спидометрам.
Когда вы увидите цифры триллионов операций в секунду, вы должны понять, насколько мощны современные технологии. Однако, когда вы решаете купить домашний компьютер или ноутбук, лучше обратить внимание на реальные тесты и обзоры конкретных задач, которые вам нужны.
