Mis on TFLOPS?

TeraFLOPS (TFLOPS) on ühik, mis näitab, kui palju tril­jo­neid uju­ko­ma­ar­vu­tusi arvuti suudab teha ühe sekundi jooksul. See väärtus on prot­ses­so­rite, eriti GPUde ja su­per­ar­vu­tite jõudluse mõõdik. TFLOPS on eriti oluline ra­ken­duste puhul, mis nõuavad palju arvutusi, nagu te­hisin­tel­lekt, tea­dus­li­kud si­mu­lat­sioo­nid ja masinõpe.

Mis on FLOPS ja milleks neid ka­su­ta­takse?

FLOPS tähendab ujuv­ko­ma­ar­vu­tuste arvu sekundisja on ar­vu­tus­võim­suse mõõtühik. Ujuv­ko­ma­ar­vu­tus on ma­te­maa­ti­line arvutus, mis hõlmab küm­nend­kohti. Need on eriti olulised ar­vu­tus­ma­hu­kate ra­ken­duste puhul, mis nõuavad suurt täpsust.

FLOPS-i ka­su­ta­takse peamiselt tea­dus­li­kes ar­vu­tus­tes, si­mu­lat­sioo­ni­des, te­hisin­tel­lekti, masinõppe ja graafika ra­ken­dus­tes. Neil on keskne roll mit­me­su­gus­tes vald­kon­da­des, nagu me­dit­sii­ni­liste piltide tööt­le­mine ja füü­si­ka­li­sed si­mu­lat­sioo­nid. Nad on olulised ka ra­han­duses, näiteks turu­and­mete ana­lüü­si­misel. Män­gu­töös­tuses ka­su­ta­takse FLOPS-i kaas­aeg­sete GPU-de graafika jõudluse mää­ra­miseks. Tänu üha kasvavale FLOPS-võim­su­sele suudavad tä­na­päe­va­sed arvutid pakkuda üha rea­list­li­ku­maid füü­si­ka­lisi efekte ja kõrge re­so­lut­sioo­niga graafikat.

FLOPS-i mõõ­de­takse ta­va­li­selt spet­siaal­selt välja töötatud võrd­lus­tes­ti­dega, mis määravad kindlaks uju­ko­ma­ar­vu­tuste arvu sekundis. Sa­ge­da­mini ka­su­ta­ta­vad võrd­lus­tes­tid on LINPACK, mida ka­su­ta­takse peamiselt su­per­ar­vu­tite puhul, ja FP32/FP64, mis hindab GPU-de ar­vu­tus­võim­sust. Testide käigus tehakse keerukaid ma­te­maa­tilisi arvutusi, et määrata kindlaks, mitu ope­rat­siooni sekundis süsteem suudab teha. Tootjad esitavad sageli teo­ree­ti­li­sed FLOPS-väärtused, mis põhinevad arvuti ar­hi­tek­tuu­ril. Reaalsed ra­ken­dused võivad aga va­rieeruda sõltuvalt töö­koor­mu­sest ja efek­tiiv­susest.

Kui palju FLOPS-e on ühes teraFLOPS-is?

Üks teraFLOPS võrdub ühe triljoni (1 000 000 000 000 ehk¹⁰¹²) uju­ko­ma­ar­vu­tu­sega ope­rat­sioo­niga sekundis. See tähendab, et 1 TFLOPS-i prot­ses­sor suudab sekundis teha triljon ma­te­maa­ti­list ope­rat­siooni uju­ko­ma­ar­vu­dega.

Võrd­lu­seks: arvutil, millel on ainult 1 FLOPS, kuluks triljoni uju­ko­ma­ar­vu­tuse soo­ri­ta­miseks 31 000 aastat. Seega on TFLOPS-i kiirusega arvutid võimsad süsteemid, mis suudavad reaalajas töötada kaas­aeg­sete ra­ken­dus­tega.

Millised muud FLOPS-ühikud on olemas ja kuidas need tei­sen­da­takse TFLOPS-iks?

On palju FLOPS-ühikuid, mis erinevad üks­tei­sest selle poolest, kui palju ope­rat­sioone sekundis nad tä­his­ta­vad.

Su­per­ar­vu­tite jõudlust mõõ­de­takse petaFLOPS-ides ja isegi exaFLOPS-ides, samas kui tipp­klassi graa­fi­ka­kaar­tide jõudlust mõõ­de­takse ta­va­li­selt teraFLOPS-ides.

Kui palju FLOPS-i saa­vu­ta­vad tä­na­päe­va­sed arvutid ja GPU-d?

Kõrg­jõud­lu­sega arvutuste vald­kon­nas ka­su­ta­ta­vad GPU-d ja kaas­aeg­sed arvutid on saa­vu­ta­nud mul­je­ta­val­da­vad FLOPS-väärtused. NVIDIA H100, üks võim­sa­maid GPU-sid te­hisin­tel­lekti ja and­me­kes­kuste jaoks, saavutab FP32 Tensor Core arvutuste puhul kuni 989 teraFLOPS-i. See teeb selle ideaal­seks suurte neu­ro­võrk­ude ja si­mu­lat­sioo­nide jaoks.

And­me­kes­kuste jaoks op­ti­mee­ri­tud GPU NVIDIA A30 saavutab 10 TFLOPSi ja sobib eriti hästi te­hisin­tel­lekti koo­li­ta­miseks ja jä­rel­duste te­ge­miseks. Võrd­lu­seks: män­gi­ja­tele suunatud NVIDIA RTX 4090 suudab üle­kii­ren­dada üle 100 TFLOPSi ja võimaldab väga rea­list­likku graafikat.

Su­per­ar­vu­tid on veelgi võimsamad: Frontier-su­per­ar­vuti on ületanud 1 ek­saFLOPSi piiri ja seda ka­su­ta­takse väga kee­ru­liste tea­dus­like si­mu­lat­sioo­nide jaoks. Teised tea­dus­töös ka­su­ta­ta­vad võimsad su­per­ar­vu­tid, nagu Jaapani arvuti Fugaku, töötavad samuti selles vahemikus.