ExaFLOPS
La potenza di calcolo dei moderni computer viene misurata in FLOPS, un’unità che indica il numero di operazioni in virgola mobile al secondo. I sistemi altamente performanti raggiungono valori nell’ordine degli ExaFLOPS, che corrispondono a un trilione (1018) di operazioni al secondo. Questa capacità di calcolo è cruciale per le operazioni complesse.
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Cosa sono i FLOPS e a cosa servono?
L’acronimo FLOPS sta per “Floating Point Operations per Second” e descrive il numero di operazioni in virgola mobile che un computer può eseguire in un secondo. L’aritmetica in virgola mobile è essenziale per i calcoli scientifici, le simulazioni, l’intelligenza artificiale e altre applicazioni che richiedono un’elevata potenza di calcolo. A differenza delle operazioni semplici con numeri interi, i numeri in virgola mobile permettono di rappresentare e calcolare numeri decimali con elevata precisione.
Le prestazioni di un computer in FLOPS vengono misurate attraverso benchmark speciali, che testano quante operazioni in virgola mobile possono essere eseguite al secondo. Vengono utilizzati spesso programmi come LINPACK o HPCG, che effettuano calcoli matematici complessi e misurano la velocità di calcolo in condizioni realistiche. Le prestazioni effettive possono variare a seconda dell’hardware, dell’ottimizzazione del software e del tipo di calcoli da eseguire.
Quanti FLOPS corrispondono a un ExaFLOPS?
Un ExaFLOP corrisponde esattamente a 1018 FLOPS, ossia un trilione di operazioni in virgola mobile al secondo. A titolo esemplificativo: un PetaFLOP (1015 FLOPS) è mille volte più piccolo di un ExaFLOP, mentre un TeraFLOP (1012 FLOPS) è un milione di volte più piccolo.
Quali altre unità FLOPS esistono e come si convertono in ExaFLOPS?
Esistono diverse unità FLOPS che si differenziano per il numero di operazioni al secondo:
| Unità | Valore in FLOPS | Conversione in ExaFLOPS |
|---|---|---|
| KiloFLOP | 103 FLOPS (1.000) | 10-15 ExaFLOPS |
| MegaFLOP | 106 FLOPS (1 milione) | 10-12 ExaFLOPS |
| GigaFLOP | 109 FLOPS (1 miliardo) | 10-9 ExaFLOPS |
| TeraFLOP | 1012 FLOPS (1 bilione) | 10-6 ExaFLOPS |
| PetaFLOP | 1015 FLOPS (1 biliardo) | 10-3 ExaFLOPS |
| ExaFLOP | 1018 FLOPS (1 trilione) | 1 ExaFLOP |
Queste unità aiutano a confrontare meglio le prestazioni di diversi sistemi.
Quanti FLOPS raggiungono i computer moderni e le GPU?
I computer ad alte prestazioni moderni stanno ormai raggiungendo i valori nell’ordine degli ExaFLOPS. Il primo supercomputer ExaFLOPS è il cinese Tianhe-3 del National Supercomputer Center di Guangzhou, che arriva fino a 1,7 ExaFLOPS. Anche altri supercomputer come il Frontier degli Stati Uniti raggiungono valori nell’ordine degli ExaFLOPS.
Anche le schede grafiche di fascia alta, utilizzate per il gaming e l’apprendimento automatico, raggiungono valori elevati di FLOPS, ma sono ancora lontane dal raggiungere l’ordine degli ExaFLOPS:
- NVIDIA RTX 4090: circa 82 TeraFLOPS (0,000082 ExaFLOPS) per calcoli FP32, con overclock si supera la soglia di 1.000 TeraFLOPS
- NVIDIA H100 SXM: circa 989 TeraFLOPS (0,000989 ExaFLOPS) per calcoli FP32 con tensor core
- NVIDIA A30: circa 10,3 TeraFLOPS (0,000010 ExaFLOPS) per calcoli FP32
- AMD Radeon RX 7900 XTX: circa 61 TeraFLOPS (0,000061 ExaFLOPS) per calcoli FP32
Mentre le GPU sono ottimizzate principalmente per i calcoli paralleli nell’IA e nell’elaborazione grafica, i supercomputer vengono utilizzati per simulazioni estremamente complesse in ambito scientifico e industriale.
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