Supercomputer

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Columbia, de supercomputer (2004) van de NASA

Een supercomputer is een computer met een buitengewoon grote bewerkingscapaciteit of rekenvermogen. Aangezien de capaciteit van (elektronische) computers sinds de invoering in de jaren veertig tot heden snel stijgt (zie wet van Moore), is de definitie van een supercomputer echter sterk aan inflatie onderhevig. De eerste supercomputers werden gebouwd in de jaren 60; een gemiddelde zakrekenmachine heeft inmiddels een grotere capaciteit. Op dit moment (2012) is de Cray XK7 van Oak Ridge Leadership Computing Facility de snelste supercomputer. Deze volgde op de Sequoia van IBM, de K Computer van het Japanse Fujitsu, de Tianhe-I (2010) van het National Supercomputing Center in China, de Cray XT5 Jaguar (2009) van Cray Incorporated, de IBM Roadrunner (2008) en de Blue Gene/L (2004) van IBM, die op zijn beurt werd voorgegaan door de Earth Simulator (2002) van NEC.

Mainframe versus supercomputer[bewerken]

Men moet een supercomputer niet verwarren met een mainframe. Beiden hebben een grote verwerkingscapaciteit, maar bij een supercomputer is die het grootst. Bij een mainframe ligt de nadruk meer op ononderbroken inzet en het bedienen van een groot aantal gebruikers. Men gebruikt een supercomputer wanneer men genoegen kan nemen met een systeem dat soms uit moet voor een servicebeurt, maar waarvan absolute topprestaties verlangd worden als het systeem in bedrijf is. Daarbij ligt de nadruk meestal op floating point bewerkingen. Vaak wordt een supercomputer gebruikt voor onderzoekswerk op universiteiten of technische instituten waarbij op ieder moment slechts een beperkt aantal mensen met het systeem werkt, en iedere gebruiker zijn eigen, specifieke applicatie heeft.

Veiligheid[bewerken]

Een bijzonder aspect van de supercomputers is de mogelijkheid dat deze kunnen worden ingezet bij het ontwikkelen van kernwapens en encryptie- en decryptiealgoritmen. Daarom beperken de Verenigde Staten de export van supercomputers.

Kenmerken[bewerken]

Supercomputers bevatten tegenwoordig meerdere processoren. Terwijl de meeste (thuis) pc's één of twee processoren hebben, kan een supercomputer er duizenden bevatten. Deze processoren zijn met elkaar verbonden via een zeer snel netwerk. Veel gebruikt voor supercomputers zijn bijvoorbeeld Myrinet, Quadrics en InfiniBand. Sommige supercomputerfabrikanten, zoals Cray, ontwikkelen hun eigen netwerk. Andere veelvoorkomende kenmerken van supercomputers zijn de aanwezigheid van veel geheugen en opslagcapaciteit. Het is ook mogelijk om een cluster van meerdere computers te laten fungeren als één snelle supercomputer. De taken van deze supercomputer worden dan verdeeld over de computers waaruit de supercomputer bestaat. Nu personal computers steeds krachtiger worden, kunnen ook consumenten-pc's worden gebruikt in een cluster.

Toekomst[bewerken]

Tegenwoordig wordt steeds meer gebruikgemaakt van deze clusters die werken door middel van distributed computing waarbij netwerken van bijvoorbeeld normale (langzamere maar wel veel goedkopere) pc's als een grote supercomputer worden ingezet. Soms overtreft de rekensnelheid van dit soort netwerken die van de grootste 'alleenstaande' supercomputers. Het netwerk van over de hele wereld verspreid staande pc's werd voor het eerst door SETI gebruikt bij zijn speurtocht naar buitenaards leven. Met de komst van BOINC zijn naar voorbeeld van SETI ook andere instellingen gebruik gaan maken van de ongebruikte tijd van de computer (Windows, Mac, of Linux) om ziektes te genezen, de opwarming van de aarde te bestuderen, pulsars te ontdekken en vele andere vormen van onderzoek te doen.

Deze 'virtuele' netwerkcomputers worden steeds sneller en kunnen zich dikwijls goed meten met de snelste supercomputers. Sommige experts stellen dan ook dat, naarmate de netwerken waaruit Internet bestaat steeds sneller worden en alle computers langzamerhand daarmee verbonden zijn, het internet uiteindelijk als een enkele 'supercomputer' gaat functioneren. Daarmee zou het zinloos worden om nog over aparte supercomputers te spreken. Voorlopig zal dat niet gebeuren omdat de verbindingen tussen de afzonderlijke computers via het gewone Internet nog te traag zijn. Met name de opstarttijd van verbindingen (latency) is via het gewone Internet voorlopig nog te hoog.

Tijdslijn[bewerken]

Jaar Supercomputer Hoogste snelheid Plaats
1906 Babbage Analytical Engine, Mill 0,3 OPS RW Munro, Woodford Green, Essex, Engeland
1928 IBM 301[1] 1,7 OPS allerlei sites wereldwijd
1931 IBM Columbia Difference Tabulator [2] 2,5 OPS Columbia University
1942 Atanasoff-Berry Computer (ABC) 30 OPS Staatsuniversiteit van Iowa, Ames, Iowa, VS
TRE Heath Robinson 200 OPS Bletchley Park, Bletchley, Milton Keynes, Engeland
1943 Flowers Colossus 5 kOPS
1946
 
UPenn ENIAC
(voor 1948+ wijzigingen)
50 kOPS Aberdeen Proving Ground, Maryland, VS
 
1954 IBM NORC 67 kOPS U.S. Naval Proving Ground, Dahlgren, Virginia, VS
1956 MIT TX-0 83 kOPS Massachusetts Inst. of Technology, Lexington, Massachusetts, VS
1958 IBM SAGE 400 kOPS 25 U.S. Air Force sites verspreid over VS en 1 site in Canada (52 computers)
1960 UNIVAC LARC 500 kFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, Californië, VS
1961 IBM 7030 "Stretch" 1,2 MFLOPS Los Alamos National Laboratory, New Mexico, VS
1964 CDC 6600 3 MFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, Californië, VS
1969 CDC 7600 36 MFLOPS
1974 CDC STAR-100 100 MFLOPS
1975 Burroughs ILLIAC IV 150 MFLOPS NASA Ames Research Center, Californië, VS
1976 Cray-1 250 MFLOPS Los Alamos National Laboratory, New Mexico, VS (meer dan 80 verkocht wereldwijd)
1981 CDC Cyber 205 400 MFLOPS (allerlei sites wereldwijd)
1983 Cray X-MP/4 941 MFLOPS Los Alamos National Laboratory; Lawrence Livermore National Laboratory; Battelle; Boeing
1984 M-13 2,4 GFLOPS Wetenschappelijk Onderzoeksinstituut voor Computers, Moskou, Sovjet-Unie
1985 Cray-2/8 3,9 GFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, Californië, VS
1989 ETA10-G/8 10,3 GFLOPS Florida State University, Florida, VS
1990 NEC SX-3/44R 23,2 GFLOPS NEC Fuchu Plant, Fuchu, Japan
1993 Thinking Machines CM-5/1024 65,5 GFLOPS Los Alamos National Laboratory; National Security Agency
Fujitsu Numerical Wind Tunnel 124,50 GFLOPS National Aerospace Laboratory, Tokio, Japan
Intel Paragon XP/S 140 143,40 GFLOPS Sandia National Laboratories, New Mexico, VS
1994 Fujitsu Numerical Wind Tunnel 170,40 GFLOPS National Aerospace Laboratory, Tokio, Japan
1996 Hitachi SR2201/1024 220,4 GFLOPS Universiteit van Tokio, Japan
1996 Hitachi/Tsukuba CP-PACS/2048 368,2 GFLOPS Center for Computational Physics, Universiteit van Tsukuba, Tsukuba, Japan
1997 Intel ASCI Red/9152 1,338 TFLOPS Sandia National Laboratories, New Mexico, VS
1999 Intel ASCI Red/9632 2,3796 TFLOPS
2000 IBM ASCI White 7,226 TFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, Californië, VS
2002 NEC Earth Simulator 35,86 TFLOPS Earth Simulator Center, Yokohama-shi, Japan
2004 SGI Project Columbia 42,7 TFLOPS Project Columbia, NASA Advanced Supercomputing facility, VS
2004 IBM Blue Gene/L 70,72 TFLOPS U.S. Department of Energy/IBM, VS
2005 136,8 TFLOPS U.S. Department of Energy/U.S. National Nuclear Security Administration,
Lawrence Livermore National Laboratory, Californië, VS
280,6 TFLOPS
2007 478,2 TFLOPS
2008 IBM Roadrunner 1026,0 TFLOPS U.S. Department of Energy/U.S. National Nuclear Security Administration,
Lawrence Livermore National Laboratory, New Mexico, VS
2009 Cray XT5 Jaguar 1759,0 TFLOPS Oak Ridge Leadership Computing Facility, USA
2010 Tianhe-I 2507,0 TFLOPS National Supercomputing Center, Tianjin, China
2011 K Computer 8,2 PFLOPS RIKEN Advanced Institute for Computational Science, Kobe, Japan
2012 IBM Sequoia 16.32 PFLOPS Livermore, VS
Cray XK7 Titan 17.6 PFLOPS Oak Ridge Leadership Computing Facility, USA
2013 Tianhe-2 33.9 PFLOPS National University of Defense Technology, China

Externe links[bewerken]