Superračunalo se naziva računalom koje prema izvedbi i drugim tehničkim karakteristikama daleko nadmašuje postojeće trenutno. Ovo računalo uključuje nekoliko procesora. Druga karakteristična značajka takvih računalnih uređaja je korištenje vektorske aritmetike, to jest, mogu istovremeno izvoditi aritmetičke operacije preko nekoliko parova brojeva. Na primjer, tipično superračunalo može istovremeno izračunati plaću nekoliko zaposlenika, dok će uobičajeno računalo istodobno računati plaću samo jednog zaposlenika.

Povijest superkompjutera: pojava superračunala u 1960.

Prvi superračunalo nastalo je u Control Data Corporation (CDC) pod vodstvom Seymour Creay. Jedno od prvih računala razvijenih u ovoj tvrtki bio je Cray CDC 1604. On je zamijenio vakuumske cijevi tranzistorima i brzo stekao popularnost u znanstvenim laboratorijima. Kasnije je CDC razvio superračunalo CDC 7600 i počeo raditi na CDC 8600. Godine 1964. najbrže računalo na Zemlji bilo je Stretch, koji je mogao nositi tri milijuna operacija s pomičnim zarezom u sekundi (FLOPS).


Jedna od prednosti računala razvijenog pod vodstvom Seymour Creay bila je gusta ambalaža elektroničkih komponenti, koja je povećala produktivnost računala. Sva Seymour Creay računala optimizirana su za zahtjevne znanstvene primjene, primjerice rješavanje diferencijalnih jednadžbi, matricaproračuni, seizmička analiza, linearno programiranje i slični zadaci.

Cray superračunala 1970-ih

Seymour Craig napustio je tvrtku CDC, a 1972. osnovao Cray Research, Inc. Godine 1975. Cray Research je izdao Cray-1 računalo, koje pripada 4. generaciji računala. Ukupno, prodano je više od 80 takvih strojeva, što je za to vrijeme bio veliki uspjeh. Cray-1 je bio jedno od prvih računala u kojem se provedba radno-intenzivnih operacija mogla odvijati odmah na nekoliko procesorskih uređaja, te je tako jedan od prvih "višeprocesorskih" uređaja.


Jedan od pionira multiprocesorskog računalstva bio je Cray X-MP, uveden 1982., koji je povezao dva Cray-1 računala. On je također prvo računalo koje implementira vektorsko računanje. Osim toga, 1970-ih se pojavilo prvo 32-bitno super-mini računalo.

Razvoj superračunala 1980-ih godina

Godine 1985. Cray Research je uveo četverojezgreno računalo Cray-2. Postao je prvi računarski uređaj koji je premašio milijardu FLOPS-a. Godine 1983. Daniel Hillis, apsolvent na Massachusetts Institute of Technology, izumio je kako poboljšati produktivnost višeprocesorskih sustava 4. generacije računala. Iste godine postao je suosnivač korporacije Thinking Machines. Godine 1985. ova tvrtka je razvila svoje prvo računalo CM-1. Koristio je 65.536 low-cost jednobitnih procesora, koji su bili grupirani po 16 kom. na jednom čipu Performanse računala CM-1 u nekim operacijama dosegle su nekoliko milijardi FLOPS-a i usporedive su s najbržim u to vrijemesuperračunalo

Daljnji razvoj superračunala u 1990-ima - početkom 2000.

Važni kupci super-računala bili su vojni. Nakon što su Sjedinjene Države potpisale Ugovor o sveobuhvatnoj zabrani nuklearnih testova (1996.), bio je potreban dodatni program certificiranja za nuklearne bojne glave. Stoga je američko Ministarstvo energetike izdvojilo novac za novi razvojni program superračunala čiji je cilj razvoj računala sposobnog za simulaciju nuklearnih ispitivanja do 2004. godine. Ovo računalo bi trebalo imati više od 100 trilijuna FLOPS-a, a najbrže od postojećih računala u to vrijeme bio je Cray T3E, s produktivnošću do 150 milijardi FLOPS-a. Superračunalo ASCI Red, koje je Sandia National Laboratories iz Albuquerquea, zajedno s Intelom, prvi put dosegla 1 TFLOPS. Uključuje 9072 standardne Pentium Pro procesore.

Japanski superračunar

Dok je u Sjedinjenim Državama dominirao višeprocesorski pristup, u Japanu se NEC Corporation vratio na stariji pristup - na individualni dizajn računalnog čipa. Napravljen od strane te korporacije, Earth Simulator osvojio je prvo mjesto na popisu najproduktivnijih računala u 2002.

Moderna računala

2004. godine najbrži je superračunalo bilo Blue Gene /L, koje je izdao IBM. Njegove performanse bile su približno jednake 36 TFLOPS-a. Nakon dva udvostručavanja broja Blue Gene /L procesora instaliranih u Sandia National Laboratories u Livermoreu, u Kaliforniji, 2005. godine, postao je prvi stroj koji je prevladao barijeru produktivnosti od 100 TFLOPS-a.
Prvo računalo čija je izvedba premašena1000 ili 1 petaflop TFLOPS, sagrađena od strane IBM-u 2008

Primjena superračunala

superračunala se koriste u znanstvenom području obavljati naporne kalkulacije i obrade velike količine podataka u stvarnom vremenu. Osim toga, napredak u računalnoj tehnologiji dozvoljeno znanstvenicima da koriste precizne modele procesa, a jednostavna, prethodno korištenih. U matematici korištenjem superračunala riješio problem kriptografije i statistike. U fizici, oni pomažu razumjeti procese koji nastaju unutar atoma. Biolozi super računala kako bi pomogli dešifrirati DNK. Oni su također neophodni za vremensku prognozu, klimatskih promjena istraživanja i Zemlje potrazi za naftom i plinom. Također superračunala koristi za vojne proračune koji se odnose na nuklearno oružje. Koristeći snažne računala smiju poduzeti niz otkrića u područjima kao što su meteorologije, globalne klimatske analize, razvoj novih lijekova i zrakoplovne tehnike.

Pregled superračunala

Kad je riječ o super računalo je često pitanje: „Što je najbrže računalo” Odgovor na to pitanje može dati ocjenu 10 najmoćnijih superračunala. U ovom klijenata su nova računala.

Najbrži trenutno smatra računalo Summit elektroenergetskog sustava AC922. Njegova izvedba u skladu s podacima dobivenim korištenjem benchmark sustav LINPACK, 1223 PFLOPS. Maksimalna teoretska performanseračunarski uređaj 187659 PFLOPS. Super AMI Summit Power AC922 sustav je proizveden od strane IBM-a posebno za uporabu u Nacionalnom laboratoriju Okridzsk.

Drugo mjesto u izvedbi je kinesko super-računalo Sunway TaihuLight. Brzina računanja ovog računala, mjerena korištenjem LINPACK testnog sustava, iznosi 93 PFLOPS. Ovaj superkompjuter bio je najproduktivniji na svijetu od lipnja 2016. do lipnja 2018. Ovaj superračunalo se nalazi u Narodnoj Republici Kini, u računalnom centru u Wuxiju, i koristi se za predviđanje vremenskih uvjeta, medicinskih istraživanja i izvođenje različitih složenih proračuna.

Sljedeće mjesto u izvedbi je računski uređaj Sierra Power System S922LC. Ovaj superračunalo ima performanse 7161 PFLOPS, prema LINPACK testovima. Ovaj se uređaj nalazi u laboratoriju Livermore. E. Lawrence, član Sveučilišta u Kaliforniji.

Superkompjuter Tianhe-2 bio je najmoćniji računalni uređaj od 2013. do 2016. godine. Prema standardnom LINPACK testu, njegova učinkovitost je 61445 PFLOPS, a teoretski maksimum je 100679. Ovaj se uređaj nalazi u Nacionalnom računalnom centru u Guangzhou (Narodna Republika Kina).

U ovom trenutku, peta najveća izvedba je japanska superkompjuter AI Bridging Cloud Infrastructure. Njegova izvedba na testovima LINPACK 1988 i maksimalnom teoretskom - 32577 PFLOPS.

Superračunalo Piz DaintSmješten u švicarskom Computer Centru i najproduktivniji je računalni uređaj u Europi. Njegov teoretski učinak je 25326 PFLOPS, a stvarni, fiksiran uz pomoć LINPACK testova, - 1959 PFLOPS. Dizajnirao ju je američka tvrtka Cray.

Sedmo mjesto u izvedbi je superračunalo Titan, objavljeno 2012. na temelju Cray XK7 arhitekture. Stvarna izvedba ovog uređaja, mjerena pomoću LINPACK testnog seta, je 1759 PFLOPS, a maksimalna teoretska je 27113 PFLOPS. Radi u laboratoriju američkog Ministarstva energetike, Tennessee. To je bio najmoćniji računarski uređaj od studenog 2012. do srpnja 2013.

Superračunalo Sequoia razvila je tvrtka na platformi IBM Blue Gene /Q. Njegova stvarna izvedba je 17.173 PFLOPS, a teoretski je moguće - 20133 PFLOPS. Nalazi se u laboratoriju Livermore.

Računalo Trinity temelji se na platformi Cray XC40. Izmjerene performanse računalne naprave PFLOPS 14137. Instaliran u laboratoriju u Los Alamosu.

Cori-jev superkompjuter, kao i prethodni, izrađen je na Cray XC40 arhitekturi. Njegova izvedba na LINPACK testovima je 14015 PFLOPS.

Zaključak

Razvoj super-računala imao je velik utjecaj na mnoge grane znanosti i industrije. Trenutno je najveća prepreka, koja otežava otkrivanje cjelokupnog računalnog potencijala takvih uređaja, poteškoća u pisanju programa koji bi istovremeno mogli preuzeti sve superračunalne procesore pri punoj snazi. To je zbog pisanja programa koji učinkovito izračunava računski zadataknekoliko tokova, mnogo složeniji od onog koji će slijedno raditi na jednom procesoru. I nije svaki zadatak podvrgnut takvom paralelizmu. To je sve što trebate znati o super-računalima, svrsi, mogućnostima i principima izgradnje tih računala.