Superkompüter

Superkompüterin performansı adətən saniyədə milyon təlimat (MIPS) əvəzinə FLOPS ilə ölçülür. 2017-ci ildən bəri 10¹⁷ FLOPS-dan çox iş görə bilən superkompüterlər mövcuddur. Superkompüterlə müqayisədə masaüstü kompüter yüzlərlə gigaFLOPS ilə onlarla teraFLOPS diapazonunda performansa malikdir. 2017-ci ilin noyabr ayından etibarən dünyanın ən sürətli 500 superkompüterinin hamısı Linux əsaslı əməliyyat sistemlərində işləyir. ABŞ, Avropa İttifaqı, Tayvanda, Yaponiyada və Çində daha sürətli, daha güclü və texnoloji cəhətdən üstün yuxarı miqyaslı superkompüterlər yaratmaq üçün əlavə tədqiqatlar aparılır.

Superkompüterlər hesablama elmləri sahəsində mühüm rol oynayır. Onlar kvant mexanikası, hava proqnozu, iqlim tədqiqatı, neft və qaz kəşfiyyatı, molekulyar modelləşdirmə (kimyəvi birləşmələrin, bioloji makromolekulların, polimerlərin və kristalların strukturlarının və xassələrinin hesablanması) və fiziki simulyasiyalar (məsələn, kainatın ilk anlarının simulyasiyaları, təyyarə və kosmik gəmilərin aerodinamikası, nüvə silahlarının partlaması və nüvə sintezi) müxtəlif sahələrdə hesablama intensivliyi olan geniş spektrli tapşırıqlar üçün istifadə olunur. Onlar kriptoanaliz sahəsində vacib rol oynamışlar.

Superkompüterlər 1960-cı illərdə təqdim edilmiş və bir neçə onilliklər ərzində ən sürətlisi Seymur Krey tərəfindən "Control Data Corporation" (CDC), "Cray Research" və onun adını daşıyan sonrakı şirkətlərdə hazırlanmışdır. İlk belə maşınlar, daha ümumi təyinatlı müasirlərindən daha sürətli işləyən, yüksək səviyyədə tənzimlənmiş adi dizaynlar idi. Onillik ərzində bir-dörd prosessor tipik olmaqla, artan miqdarda paralellik əlavə edilmişdir. 1970-ci illərdə böyük məlumat massivlərində işləyən vektor prosessorları üstünlük təşkil etmişdir. Diqqətəlayiq bir nümunə 1976-cı ildə yüksək uğur əldə etmiş "Cray-1"dir. Vektor kompüterləri 1990-cı illərdə dominant dizayn olaraq qalmışdır. O vaxtdan bu günə qədər on minlərlə hazır prosessoru olan kütləvi paralel superkompüterlər normaya çevrilmişdir.

ABŞ uzun müddətdir ki, superkompüter sahəsində liderdir. Onlar buna əvvəlcə Kreyin bu sahədə demək olar ki, fasiləsiz üstünlüyü, daha sonra isə müxtəlif texnologiya şirkətləri vasitəsilə nail oldular. Yaponiya 1980–1990-cı illərdə bu sahədə böyük irəliləyişlər əldə etdi. Çin də bu sahədə getdikcə fəallaşdı. 2022-ci ilin may ayına olan məlumata görə, TOP500 superkompüter siyahısında ən sürətli superkompüter "Frontier", ikinci yerdə isə "Fugaku" gəlir. ABŞ-da ilk 10-luqdan beşi var; Çində iki; Yaponiya, Finlandiya və Fransanın hər birində bir var.

İlk supekompüter amerikalı mühəndis-elektronçu Seymur Krey tərəfindən 1975-ci ildə yaradılmışdır. Superkompüterlərin məhsuldarlığı sürüşkən vergüllü ədədlər üzərində saniyədə milyard əməliyyatlarla ölçülür. Superkompüterlərdən aerodinamika, seysmologiya və nüvə fizikasında bir çox məsələlərin həllində geniş istifadə olunur.

Superkompüterlərdə çoxsaylı mikroprosessorların paralel işlənməsi nəticəsində yüksək məhsuldarlığı əldə etmək olur. Superkompüterlərin qiyməti milyonlarla dollarlarla ölçülür.Superkompüter müasir emal gücünün və xüsusi hesablama sürətinin sərhədində olan bir kompüterdir.Superkompüterlər ilkin olaraq 1960-cı illərdə Seymour Kray tərəfindən Verilənlərə Nəzarət Korporasiyasında və Cray Araşdırma Mərkəzində tanınmışdır və onilliklər ərzində sonrakı şirkətlər onun adını və ya monoqramını saxlamışdır.1970-ci illərdə superkompüterlərdə yalnız bir neçə prosessordan istifadə olunurdusa,1990-cı illərdə minlərlə prosessorla işləyən maşınlar və 20-ci əsrin sonlarında isə on minlərlə "off-the-shelf" prosessorları ilə işləyən kütləvi paralel superkompüterləri görmək artıq normal hal idi.2013-cü il noyabr ayına kimi Çinin Tianhe-2 superkompüteri dünyada ən sürətli superkompüterdir.Kütləvi sayda prosessorla işləyən superkompüterlər əsasən iki yoldan birini seçir. Birincisi,çoxlu sayda diskret kompüterlər şəbəkə ətrafında paylanır və onların bəziləri və ya hamısı öz vaxtlarını əsas problemin həllinə sərf edir;digər fərdi kompüter(klient) isə çoxlu sayda kiçik tapşırıqları qəbul edir və onları həll edir,nəticələri isə ümumi həll içində bütün klientlərdən gələn tapşırıq nəticələrini özündə birləşdirən mərkəzi serverə ötürür.Digər yol isə,çoxlu sayda kiçik prosessorlar bir-birinə yaxın yerləşdirilir;bu verilənlərin ətrafda ötürülmə vaxtına xeyli qənaət edir və prosessorların birgə işləməsini təmin edir.Buna misal olaraq ilgək və hiperkub arxitekturasını göstərmək olar.Multi-nüvə prosessorlarından istifadənin mərkəzləşmə ilə birləşməsi cərəyanı artırır;onlardan biri bunu kiçik qrup kimi(smartfonların,tabletlərin,notbukların və s.-in multi nüvələri) başa düşür,lakin hər ikisi bir sonrakından asılı olur və buludşəkilli kompüter şəbəkəsinə qatılır.Superkompüterlər kompüter elmi sahəsində vacib rol oynayır və müxtəlif sahələrdə,o cümlədən kvant mexanikası,hava proqnozlarının verilməsi,iqlim araşdırmaları,neft-qaz kəşfiyyatı,molekulyar modelləşdirmə(kimyəvi məsələlərin,bioloji makromolekulların,polimer və kristalların struktur və xassələrinin öyrənilməsi) və fiziki simulyasiyalarda(kainatın erkən vaxtları,hava və kosmik aerodinamikası,atom silahlarının partladılması və atom ərintisi kimi simulyasiyaları) olan intensiv tapşırıqların həll olunmasında geniş miqyasda istifadə olunur.Öz tarixi ərzində onlar kriptoanaliz sahəsində əhəmiyyətli rol oynamışlar.

• Paralel hesablama