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Cos'è e a cosa serve il TeraFLOPS

Capita sempre più spesso, in ambito gaming e non solo, di sentir parlare di TeraFLOPS (o TFLOPS che dir si voglia). Ma cosa indica esattamente questa sigla?
Cos'è e a cosa serve il TeraFLOPS FASTWEB S.p.A.

Chi legge spesso notizie sui nuovi prodotti hardware nel mondo del personal computing e delle console da gaming, si imbatte sempre meno spesso nella sigla GHz (ossia GigaHertz) e sempre più spesso nella sigla TFLOPS (ossia TeraFLOPS). La prima unità di misura, infatti, sta perdendo senso mentre la seconda sembra essere ormai diventata quella più usata per giudicare in modo (in teoria) oggettivo le performance di un calcolatore. Sia esso un computer, oppure l'ultima console per i videogiochi.

Alla corsa al GHz dei primi Anni 2000, quindi, si è sostituita oggi la corsa al TeraFLOPS anche se, a dirla tutta, in pochi sanno cosa vuol dire TFLOPS e perché questa sigla ha assunto, nel giro di pochi anni, una così grande importanza per tutti coloro che vogliono acquistare (o assemblare) un PC gaming performante o vogliono confrontare le performance di due console videogame.

TFLOPS: cosa vuol dire

TFLOPS, come detto, è l'abbreviazione di TeraFLOPS, che a sua volta sta per "Tera FLoating point Operations Per Second". Cioè un Tera (ovvero 1012, quindi 1 seguito da 12 zeri) di operazioni in virgola mobile per secondo. Un PC da 1 TFLOPS, quindi, non è altro che un computer in grado di eseguire un bilione ("trilione" nella notazione statunitense) di operazioni in virgola mobile in ogni secondo di attività.

Esecuzione di programmi pesanti

La domanda, a questo punto, nasce spontanea: cosa sono le operazioni in virgola mobile? In estrema sintesi, e con parecchia semplificazione, possiamo dire che una operazione in virgola mobile equivale al calcolo di una equazione matematica. Così, un processore in grado di elaborare 10 TFLOPS è capace di risolvere 10 bilioni di equazioni per ogni secondo.

A differenza del GHz, che indica la frequenza a cui lavora un processore, il TFLOPS è quindi una unità di misura oggettiva: due processori, infatti, possono lavorare entrambi alla stessa frequenza, espressa in GHz, ma avere una reale capacità di calcolo, espressa in TFLOPS, completamente diversa. Dipende dall'architettura del processore e da quanto è ottimizzato per eseguire i calcoli necessari: per ogni ciclo di clock, infatti, può eseguire più o meno operazioni in virgola mobile contemporaneamente.

TFLOPS uguale potenza?

Nì: molti TFLOPS indicano molta potenza, ma solo in teoria perché i fattori in gioco sono molti. In realtà, infatti, esistono processori con più TeraFLOPS di altri ma che, messi alla prova, fanno girare i software più lentamente. Quando il produttore di un processore indica la potenza in TeraFLOPS, infatti, ci mette dentro molto marketing: è vero che i TFLOPS sono una unità di misura oggettiva, ma è anche vero che non tutte le equazioni sono uguali.

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Di conseguenza il dato dichiarato in TFLOPS rappresenta la potenza massima teorica di un processore alle prese con le operazioni in virgola mobile per le quali è più "portato" (ovvero ottimizzato a quel preciso scopo). Con altre operazioni, invece, i risultati potrebbero essere (e quasi sempre sono) ben diversi.

TFLOPS: le GPU e il gaming

Oggi si parla di TeraFLOPS soprattutto per descrivere la potenza delle GPU (Graphics Processing Unit, "unità di processione grafica", tipicamente presenti nelle schede grafiche dei nostri computer), cioè i processori grafici che vengono sempre di più sfruttati per il calcolo di operazioni in virgola mobile che un tempo erano a carico delle CPU (Central Processing Unit), cioè il processore centrale del computer. Oggi le GPU si occupano dei calcoli necessari a codificare o decodificare un flusso video, a disegnare una immagine tridimensionale, e spesso anche ad eseguire algoritmi di intelligenza artificiale.

Per questo i due produttori delle due console da gaming più famose e usate al mondo, cioè Microsoft (che produce le Xbox) e Sony (che produce le PlayStation) si scontrano oggi a suon di TFLOPS. Le due console in uscita nel 2020, la Microsoft Xbox Series X e la PlayStation 5, sono accreditate di una potenza rispettivamente di 12 e 10 TFLOPS. Ciò vuol dire che la Xbox sarà il 20% più veloce della PlayStation? No, come spiegato prima: ci saranno giochi in cui è più potente una console, e giochi in cui è più potente l'altra.

GPU

TFLOPS e schede grafiche per PC

Il settore dove i TFLOPS sono tanti e si fanno sentire di più, però, è quello dei computer. Qui le differenze sono ben maggiori, specialmente tra computer laptop e desktop. Un Apple MacBook Pro da 16 pollici, ad esempio, monta un chip grafico AMD Radeon Pro 5300M oppure un AMD Radeon Pro 5500M. Il primo ha una potenza nominale di 3,2 TFLOPS, il secondo arriva a 4 TFLOPS. Il nuovo Mac Pro uscito nel 2019, invece, può essere configurato con una scheda grafica AMD Radeon Pro 580X (5,6 TFLOPS), con la AMD Radeon Pro W5700X (9,4 TFLOPS), la AMD Radeon Pro Vega II (14,1 TFLOPS), una doppia AMD Radeon Pro Vega II (28,3 TFLOPS). Insomma, un PC desktop ha una potenza massima nominale superiore di quasi cinque volte rispetto a quella del portatile.

TFLOPS e i supercomputer: i PFLOPS

E poi ci sono i supercomputer, le macchine dalla potenza mostruosa progettate per macinare una enorme quantità di calcoli senza batter ciglio. Qui si sale di un gradino nella scala: non più TFLOPS, ma PFLOPS. Cioè PetaFLOPS, che corrispondono a un biliardo (1015, 1 seguito da 15 zeri) FLOPS e quindi a migliaia di TFLOPS. Il supercomputer in dotazione all'Oak Ridge National Laboratory, ad esempio, ha una potenza dichiarata di 122,3 PetaFLOPS.

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