So sánh Cray-1 với Raspberry Pi

Tóm tắt: so sánh hiệu năng giữa siêu máy tính Cray 1 với máy tính gia đình, điện thoại và máy tính bảng

• Báo cáo này dựa trên các benchmark được dùng để kiểm chứng hiệu năng của siêu máy tính Cray 1.
• Cung cấp nhiều số đo MFLOPS khác nhau, bao gồm cả các program kernel của Phòng thí nghiệm Lawrence Livermore (Livermore Loops).
• Đồng thời cũng xem xét kết quả benchmark Linpack và Whetstone.

Hoạt động nền tảng

• Cung cấp chi tiết về việc một cá nhân đã tham gia đánh giá hệ thống mainframe và siêu máy tính, kiểm thử nghiệm thu và benchmarking cho các dự án của chính phủ Anh và các trường đại học.
• Chia sẻ kinh nghiệm phát triển các chương trình benchmark và stress test, gặp Seymour Cray, và thu thập dữ liệu hiệu năng.

Kết quả được cung cấp

• Cung cấp MFLOPS tối thiểu, trung bình hình học (trung bình chính thức) và tối đa của Livermore Loops, MFLOPS của Linpack, cùng MWIPS tổng thể của Whetstone và MFLOPS trung bình từ các bài kiểm thử phù hợp.
• Tất cả benchmark đều là đơn nhân.

CPU ARM của Raspberry Pi

• Mức trung bình của Livermore Loops, Linpack và Whetstone MFLOPS trên Pi 1 năm 2012 và Pi 400 năm 2020 lần lượt nhanh hơn Cray 1 là 78,8, 49,5 và 95,5 lần.

CPU ARM của Android

• Kết quả trên máy tính bảng Android năm 2012 dao động từ hiệu năng không đáng kể đến nhanh hơn 10 lần so với Cray 1.
• Một mẫu điện thoại tầm trung năm 2021 cho hiệu năng MFLOPS nhanh hơn Cray 1 lần lượt 123, 74 và 151 lần.

CPU Intel trên PC Windows và Linux

• Pentium 100 MHz năm 1994 được ghi nhận là chiếc PC đầu tiên đạt mức điểm trung bình Livermore Loops của Cray 1.
• Một laptop tầm trung năm 2021 với CPU Core i5 thế hệ 11 ở 4150 MHz nhanh hơn Cray 1 lần lượt 117, 131 và 134 lần.
• Khi biên dịch với SIMD, i5 cho hiệu năng nhanh hơn Cray 1 lần lượt 359, 337 và 226 lần.

Ý kiến của GN⁺

• Siêu máy tính Cray 1 từng là máy tính nhanh nhất thế giới, nhưng các máy tính gia đình, điện thoại và máy tính bảng hiện nay đều cho hiệu năng vượt xa Cray 1.
• Các so sánh hiệu năng này cho thấy tốc độ phát triển rất nhanh của công nghệ và năng lực xử lý đáng kinh ngạc của các thiết bị điện toán hiện đại.
• Benchmark là công cụ quan trọng để đánh giá hiệu năng của thiết bị điện toán theo thời gian, và báo cáo này nhấn mạnh ý nghĩa lịch sử của các benchmark đó.

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• Suy nghĩ về việc so sánh Cray-1 và Raspberry Pi

  • Điều đầu tiên xuất hiện trong đầu là phép tính thực tế nào được xem là “anh hùng” nhất vào thời Cray-1, và ngày nay có thể tái hiện phép tính đó trên Raspberry Pi như thế nào.
  • Các ví dụ được nêu ra gồm mô hình thời tiết/khí hậu hoặc thủy động lực bức xạ (rad-hydro).
  • Ý kiến cho rằng dù độ chính xác sẽ thấp hơn rất nhiều so với phần mềm phân tích phần tử hữu hạn (FEA) hiện đại, nhưng thử làm vẫn sẽ rất thú vị.

• Phần mềm từng cần đến Cray trong quá khứ

  • Đặt câu hỏi liệu ngoài benchmark ra còn có phần mềm nào mà người dùng thực sự có thể cảm nhận được tốc độ nhanh hay không.
  • Theo trải nghiệm của người viết, phần mềm hiện nay họ dùng giống như các phiên bản nâng cấp của những thứ từng chạy trên máy 386 ngày trước.
  • Phần mềm hiện được dùng tại Met được thiết kế cho những máy tính nhanh hơn gấp một triệu lần, nên phép so sánh này có thể chỉ mang tính lý thuyết, nhưng lập luận là hẳn phải có những phần mềm trước đây từng cần đến Cray.

• Ý tưởng đặt Raspberry Pi vào vỏ máy Cray-1

  • Một bình luận nói đang chờ Jeff Geerling làm tiếp dự án đặt Raspberry Pi vào trong vỏ Cray-1.

• Đề xuất so sánh với RISC-V

  • Có ý kiến cho rằng thay vì so với Cray-1 là máy vector, sẽ hợp lý hơn nếu so với RISC-V có vector 1.0.

• So sánh hiệu năng máy tính xưa và nay

  • Một câu chuyện về việc năm 2013 mua CPU Intel x86 mới nhất và tự ráp một máy tính mới.
  • Sau đó giải thích với vợ rằng theo tính toán, chiếc máy đó vào năm 1992 hẳn sẽ nhanh hơn siêu máy tính trị giá 90 triệu USD của Bộ Quốc phòng Mỹ.
  • Có thể tìm dữ liệu này trong danh sách TOP500, và nếu ngoại suy dữ liệu cũ hơn nữa thì đi đến kết luận rằng vào năm 1981 nó thậm chí có thể nhanh hơn tổng tất cả máy tính trên Trái Đất cộng lại.

• Khoảng cách hiệu năng thiết bị giữa quá khứ và hiện tại

  • Raspberry Pi của 10 năm trước và điện thoại Android khi đó chỉ nhanh hơn vài lần, nhưng hiện tại đã nhanh hơn khoảng 100 lần.
  • Dù nhỏ đến mức bỏ túi được, chúng vẫn đạt mức cải thiện hiệu năng rất ấn tượng.

• Thiết kế của Cray-1

  • Một bình luận đùa rằng Cray-1 có ghế sofa tốt hơn nhiều.

• Lịch sử sơ khai của benchmark

  • Có chia sẻ một liên kết để đọc về lịch sử ban đầu của benchmark.

• Một giai thoại tinh nghịch liên quan đến Cray-1

  • Câu chuyện của một người từng dùng siêu máy tính Cray-1 tại một phòng thí nghiệm quốc gia.
  • Trước khi đoàn khách VIP tới tham quan, người này đã trốn bên trong Cray-1 rồi khi đoàn đến thì vừa kéo khóa quần jean lên vừa bước ra, khiến khách tham quan giật mình.

• Tưởng tượng về sức mạnh tính toán trong tương lai

  • Một bình luận tưởng tượng cảnh 40 năm nữa có người chất đầy ngăn kéo bằng những hộp nhựa rẻ tiền mạnh hơn cả cụm máy tính nhanh nhất năm 2023, rồi tự nhủ một ngày nào đó sẽ làm một dự án sở thích với chúng.