Supercalculator

IBM Blue Gene/P.

Un supercalculator este un calculator complex care atinge cele mai mari viteze de execuție ale timpului său. Supercalculatorul este compus din mai multe procesoare care utilizează aceleași dispozitive periferice (de I/O), accesează în mare parte aceeași memorie centrală și care funcționează concomitent și coordonat, în cooperație strânsă, astfel încât supercalculatorul poate atinge o mare capacitate integrală de calcul. Modul de calcul al supercalculatoarelor se numește "calcul paralel". Numărul de procesoare interconectate ale unui supercalculator depășește la anumite modele chiar și 100.000. Pentru comparație, - un calculator normal - numit de tip "scalar", conține un singur procesor central.

Pentru a menține costul unui asemenea supercalculator la un nivel rezonabil, există și arhitecturi de supercalculatoare care fac uz de procesoare mai ieftine și mai lente, dar foarte numeroase, grupate în așa-numite "cluster"-e.

Printre primele firme care au produs supercalculatoare pentru piață ("comerciale") s-a numărat firma Cray prin anii 1970, numită așa după fondatorul ei Seymour Cray. Primul său supercalculator vândut și instalat oficial a fost celebrul Cray-1, care în anul 1976 a atins viteza de calcul de 180 MegaFLOPS (160 milioane de instrucțiuni cu virgulă mobilă pe secundă). Drept comparație, un PC normal din zilele noastre poate atinge câțiva GigaFLOPS (cu alte cuvinte, PC-ul de azi este deja de circa 1000 ori mai rapid la acest gen de instrucțiuni decât supercalculatorul din 1878).

Pe acest domeniu există o listă a celor mai rapide 50 de supercalculatoare de pe lume ("Top 500"), care se bazează pe testul standardizat numit "Linpack". Ea se actualizează de circa 2 ori pe an.

Pe lângă aceste supercalculatoare comerciale există desigur și linia supercalculatoarelor militare, care nu se pot cumpăra pe piață și despre care se cunosc doar puține amănunte.

Și procesoarele actuale de PC de tip multi-core, deci care au 2 sau mai multe miezuri sau nuclee (engleză: cores), ca de exemplu cele de tip Intel Core i7 sau și AMD Phenom, sunt într-un anumit sens supercalculatoare.

Domenii de utilizare a supercalculatoarelor

Supercalculatoarele se utilizează la numeroase modelări și simulări informatice (simulare pe calculator), în special pe următoarele domenii:

• biologie
• chimie
• geologie
• explorare aerospațială
• medicină
• meteorologie
• fizică
• matematică, criptografie
• tehnică militară

Dar, nu orice problemă se pretează la rezolvarea pe un supercalculator. De asemenea, dacă se folosește de exemplu un supercalculator cu 200 procesoare în loc de 100, asta nu înseamnă deloc o înjumătățire automată a timpului de rezolvare. Viteza totală de calcul care se poate atinge depinde, pe lângă numărul de procesoare ale supercalculatorului, și de arhitectura sa internă precum și de problema însăși, de metoda de programare utilizată, de compilator și de alți factori.

Cronologia supercalculatoarelor campioane, pe ani

Rezultatele măsurătorilor vitezei și capacității de calcul se actualizează anual și sunt publicate pe la mijlocul anului. Pe lângă următorii campioni anuali există desigur și multe alte companii și modele de supercalculatoare.

Perioadă	Supercalculator	Viteză maximă	Locație
1906–1938	Babbage Analytical Engine, Mill	0,3 OPS	RW Munro, Woodford Green, Essex, Anglia
1938–1939	Zuse Z1	1 OPS	Apartamentul părinților lui Konrad Zuse, Methfeßelstraße, Berlin, Germania
1939–1941	Zuse Z2	5 OPS	Apartamentul părinților lui Konrad Zuse
1941–1942	Zuse Z3	20 OPS	German Aerodynamics Research Institute (Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt) (DVL), Berlin, Germania
1942	Atanasoff Berry Computer (ABC)	30 OPS	Iowa State University, Ames, Iowa, SUA
1942–1943	TRE Heath Robinson	200 OPS	Bletchley Park, Anglia
1943–1946	TRE Colossus	5 kOPS	Bletchley Park, Anglia
1946–1956	U. of Pennsylvania ENIAC	50 kOPS	Aberdeen Proving Ground, Maryland, USA
1956–1958	MIT TX-0	83 kFLOPS	Massachusetts Inst. of Technology, Lexington, Massachusetts, USA
1958–1960	IBM SAGE	400 kFLOPS	U.S. Air Force, USA
1960–1961	UNIVAC LARC	500 kFLOPS	Laboratorul Național Lawrence Livermore, California, USA
1961–1964	IBM 7030 "Stretch"	1,2 MFLOPS	Laboratorul Național os Alamos, New Mexico, USA
1964–1969	CDC 6600	3 MFLOPS	Laboratorul Național Lawrence Livermore California, USA
1969–1974	CDC 7600	36 MFLOPS	Laboratorul Național Lawrence Livermore, California, USA
1974–1975	CDC Star-100	100 MFLOPS	Laboratorul Național Lawrence Livermore, California, USA
1975–1976	Burroughs ILLIAC IV	150 MFLOPS	NASA Ames Research Center, California, USA
1976–1981	Cray-1	250 MFLOPS	Laboratorul Național Los Alamos, New Mexico, USA (peste 80 vândute la nivel mondial)
1981–1983	CDC Cyber 205	400 MFLOPS	(numeroase situri în lume)
1983–1984	Cray X-MP/4	941 MFLOPS	Los Alamos & Laboratorul Național Lawrence Livermore, Battelle, Boeing
1984–1985	M-13	2,4 GFLOPS	Scientific Research Institute of Computer Complexes, Moscova, URSS
1985–1989	Cray-2/8	3,9 GFLOPS	Laboratorul Național Lawrence Livermore, California, USA
1989–1993	ETA10-G/8	10,3 GFLOPS	Florida State University, Florida, USA
1993–1994	Thinking Machines CM-5	37,5 GFLOPS	Laboratorul Național Los Alamos, California, USA
1994–1995	Fujitsu Numerical Wind Tunnel II	236 GFLOPS	National Aerospace Lab, Japonia
1995–2000	Intel ASCI Red	2,150 TFLOPS	Sandia National Laboratories, New Mexico, USA
2000–2002	IBM ASCI White	9,216 TFLOPS	Laboratorul Național Lawrence Livermore, California, USA
2002–2004	NEC Earth Simulator	35,860 TFLOPS	Yokohama Institute for Earth Sciences, Japonia
2004–2005	IBM Blue Gene/L prototip	74 TFLOPS	IBM, Rochester, Minnesota, USA
2005	IBM Blue Gene/L prototip	280,6 TFLOPS	IBM, Laboratorul Național Lawrence Livermore , California, USA
????	SUN ???	326 TFLOPS	???, University of Texas, Texas, USA
????	IBM Blue Gene/P	450,3 TFLOPS	IBM, Argonne National Laboratory, USA
????	IBM Blue Gene/L	478,2 TFLOPS	IBM, Laboratorul Național Lawrence Livermore, USA
2008	IBM Roadrunner	1.026 TFLOPS (1 PFLOPS)	IBM, Laboratorul Național Los Alamos , SUA
2009	IBM Roadrunner BladeCenter	1.457 TFLOPS (1,457 PFLOPS)	IBM, DOE / NNSA / LANL, SUA
2010	Cray Jaguar-Cray XT5-HE	2.331 TFLOPS (2,331 PFLOPS)	Oak Ridge National Laboratory, USA

Sisteme viitoare:

• Blue Gene/P: 1 Petaflops
• ASCI Purple
• ASCI Thor's Hammer

Legături externe

• TOP500 Clasamentul supercomputerelor
• 5 întrebuințări spectaculoase ale SUPERCOMPUTERELOR Arhivat în 3 iulie 2012, la Wayback Machine., 24 iunie 2012, Octavian Palade, România liberă