Суперкомп'ютери

Суперкомп'ютер (англ. supercomputer) — сучасний термін, який використовують для позначення класу наявних найпотужніших комп'ютерних систем.

Поняття суперкомп'ютер є відносним в часі. Потужність комп'ютерної системи оцінюють в порівнянні з наявними на певний момент комп'ютерними системами широкого використання та рівнем розвитку технологій.

Початком ери суперкомп'ютерів можна, мабуть, назвати 1976 рік, коли з'явилася перша векторна система Cray-1. Працюючи з обмеженим в той час набором програм, Cray-1 показала настільки вражаючі порівняно зі звичайними системами результати, що заслужено отримала назву «суперкомп'ютер» і визначила розвиток всієї індустрії високопродуктивних обчислень ще довгі роки. Але більш ніж за два десятиліття спільної еволюції архітектур і програмного забезпечення на ринку з'являлися системи, характеристики яких кардинально відрізняються, тому саме поняття «суперкомп'ютер» стало багатозначним і переглядати його довелося неодноразово.

"Суперовість" комп'ютера визначається за багатьма показниками, очевидно, найголовніший з яких - кількість операцій, виконуваних таким комп'ютером за секунду. Одиницею вимірювання цієї швидкості обчислень є FLOPS (акронім от англ. FLoating-point Operations Per Second). Наприклад, перший суперкомп'ютер ENIAC, побудований у 1946 р. мав потужність лише в 300 флопс.

Спроби дати визначення суперкомп'ютера спираючись тільки на продуктивність призвели до необхідності постійно піднімати планку, що відокремлює його від робочої станції або навіть звичайного настільного комп'ютера. Тільки за останні 15 років норми змінювалися кілька разів. За визначенням Оксфордського словника обчислювальної техніки 1986 року, для того, щоб отримати цю горду назву, потрібно було мати продуктивність в 10 мегафлопс (мільйонів операцій з рухомою комою в секунду). На початку 90-х була подолана відмітка 200 мегафлопс, потім 1 гігафлопса.

У сучасному світі суперкомп'ютери стали робочим інструментом в наукових дослідженнях та інженерних розрахунках. Необхідність у високопродуктивних обчислювальних системах зі значним обсягом пам'яті обумовлена ускладненням математичних моделей за рахунок врахування великої кількості досліджуваних факторів, використанням системного підходу в моделюванні (моделюється не один об'єкт, а одночасно група об'єктів та явищ, або середовище в цілому), реалізацією динамічної візуалізації результатів розв'язування прикладних задач та інше.

Суперкомп'ютери, зазвичай, використовують для розв'язання складних наукових та інженерних задач, які вимагають виконання великої кількості математичних операцій та(чи) працюють з великими обсягами даних.

Суперкомп'ютери відіграють важливу роль при розв'язуванні економічних, екологічних, біоінженерних, медичних, бюджетно-фінасових, науково-технічних, оборонних загальнодержавних та інших задач. Вони використовуються для побудови і дослідження кліматичних моделей, прогнозування змін в атмосфері та гідросфері Землі, моделювання побудови білка з амінокислот, аналізу результатів діагностики захворювань людини, розробки нових ліків, проєктування нових матеріалів, у генетичному моделюванні тощо, тобто там де для успішного вирішення вагомих прикладних задач і досягнення якісно нових результатів потрібні комп'ютери з надзвичайно високою продуктивністю.

Суперкомп'ютери використовуються в усіх сферах, де для вирішення завдання застосовується чисельне моделювання; там, де потрібен величезний обсяг складних обчислень, обробка великої кількості даних в реальному часі, або рішення задачі може бути знайдено простим перебором безлічі значень безлічі вихідних параметрів (метод Монте-Карло).

Серед країн, суперкомп’ютери яких найчастіше потрапляють на перші місця ТОР-500, є США, Китай та Японія.

Станом на 30 травня 2022 найпотужнішим суперкомп’ютером ТОР-500 визнала систему Frontier (Ок-Ріджська національна лабораторія, США) з показником HPL 1,102 Exaflop/с (1,102 квінтільйонів операцій/секунду).

За оновленнями рейтингу ТОР-500 можете стежити за цим посиланням.