Superkomputer Blue Gene/P w Argonne National Laboratory

Historyczny superkomputer Cray-2, działajacy w latach 80. w NASA

Superkomputer – komputer znacznie przewyższający możliwościami powszechnie używane komputery, w szczególności dysponujący wielokrotnie większą mocą obliczeniową. Określenie to pojawiło się w latach 60. w odniesieniu do komputerów produkowanych przez CDC i później przez firmę Cray. Były one produkowane w dziesiątkach egzemplarzy i kosztowały po kilka milionów dolarów. Współcześnie większość superkomputerów to pojedyncze egzemplarze, zaprojektowane i wyprodukowane na zamówienie, zazwyczaj z seryjnie produkowanych procesorów i innych podzespołów. Koszty ich produkcji sięgają miliarda dolarów. Od czerwca 2011 najszybszym superkomputerem na świecie jest K computer, zainstalowany w Riken w Japonii.

Postęp techniczny w dziedzinie informatyki powoduje, że każdy superkomputer staje się przestarzały w ciągu kilku lat i jego używanie przestaje być opłacalne. Maszyny zaliczane dwadzieścia lat temu do klasy superkomputerów miały wydajność porównywalną z dzisiejszymi urządzeniami przenośnymi. Przykładowo iPad 2 ma wydajność około 1,6 GFLOPS, co w 1993 roku stawiałoby go wśród 200 najszybszych superkomputerów świata.

Superkomputery używane są głównie do przeprowadzania złożonych fizycznych symulacji, takich jak prognozowanie pogody, badania zmian klimatu, modelowanie reakcji chemicznych, badanie aerodynamiki samolotów czy badania procesów starzenia broni jądrowej.

Porównywanie wydajności superkomputerów

Główną miarą wydajności, stosowaną obecnie dla superkomputerów, jest liczba wykonywanych w ciągu sekundy operacji na liczbach zmiennoprzecinkowych (FLOPS). Podaje się ją często z odpowiednim przedrostkiem SI. Przykładowo teraflops („TFLOPS”) to 10 FLOPS, a petaflops („PFLOPS”) to 10 FLOPS. Mierzy się ją za pomocą odpowiednich testów wzorcowych. Najpopularniejszym takim testem jest LINPACK, mierzący szybkość rozwiązywania gęstych układów równań liniowych za pomocą metody Gaussa. Ponieważ wiele problemów stawianych superkomputerom daje się sprowadzić do rozwiązywania takich równań, test ten jest wygodną abstrakcją pomiaru efektywności w rozwiązywaniu takich problemów. Superkomputery uzyskujące najwyższe wyniki w tym teście są od 1993 roku publikowane na liście TOP500, aktualizowanej dwa razy w roku.

Inną miarą wydajności superkomputerów jest miara FLOPS/wat, uwzględniająca oprócz szybkości wykonywania obliczeń również zużycie prądu przez superkomputery. Najefektywniejsze według tej miary superkomputery z listy TOP500 są publikowane od 2007 roku na liście Green500.

Historia

Rekordy szybkości komputerów w kolejnych latach (w skali logarytmicznej)

Poniższa tabela przedstawia światowe rekordy szybkości dla komputerów ogólnego przeznaczenia i lata w których zostały ustanowione. Rekordy sprzed 1993 roku podane są na podstawie Computer History Museum, a od 1993 roku na podstawie listy TOP500.

Planowane superkomputery

W 2012 planowane jest uruchomienie kolejnych superkomputerów:

Firma Fujitsu zaprezentowała w swojej ofercie ulepszoną wersję K computera, umożliwiający osiągnięcie 23 PFLOPS. IBM ogłosił, że ich architektura Blue Gene/Q umożliwia osiągnięcie 100 PFLOPS. Chiny planują zbudowanie następcy Tianhe-1A o wydajności 50-100 PFLOPS do 2015 roku.

Przy obecnym tempie rozwoju, pierwsze superkomputery o wydajności powyżej 1 eksaflops (10, trylion FLOPS) powinny zostać zbudowane około 2019 roku. Według Intel Corporation, obecne tempo rozwoju będzie zachowane przynajmniej do 2029 roku, kiedy powstaną komputery o wydajności zettaflops (10, tryliard FLOPS).