De term "supercomputer" verwijst naar een computer die op een hoger prestatieniveau werkt dan een standaardcomputer. Vaak betekent dit dat de architectuur, de middelen en de componenten van supercomputers hen extreem krachtig maken, waardoor zij kunnen presteren op of in de buurt van de hoogst mogelijke operationele snelheid voor computers.
Supercomputers bevatten de meeste belangrijke onderdelen van een gewone computer, waaronder ten minste één processor, randapparatuur, aansluitingen, een besturingssysteem en diverse toepassingen. Het grote verschil tussen een supercomputer en een standaardcomputer is de verwerkingskracht.
Traditioneel waren supercomputers afzonderlijke, supersnelle machines die voornamelijk werden gebruikt door ondernemingen en wetenschappelijke organisaties die een enorme rekenkracht nodig hadden voor zeer snelle berekeningen. De supercomputers van vandaag kunnen echter bestaan uit tienduizenden processoren die miljarden of zelfs triljoenen berekeningen per seconde kunnen uitvoeren.
Tegenwoordig worden supercomputers onder meer gebruikt voor weersvoorspellingen, operationele controle van kernreactoren en cryptologie. Nu de kosten van supercomputers zijn gedaald, worden moderne supercomputers ook gebruikt voor marktonderzoek, online gaming en virtuele en augmented reality-toepassingen.
Een korte geschiedenis van de supercomputer
In 1964 creëerden Seymour Cray en zijn team van ingenieurs bij Control Data Corporation (CDC) de CDC 6600, de eerste supercomputer. Destijds was de CDC 6600 10 keer sneller dan gewone computers en drie keer sneller dan de volgende snelste computer - de IBM 7030 Stretch - die berekeningen uitvoerde met snelheden tot 3 mega floating-point operations per seconde (FLOPS). Hoewel dat naar huidige maatstaven langzaam is, was het toen snel genoeg om een supercomputer genoemd te worden.
Seymour Cray en zijn team staan bekend als de "vader van de supercomputers" en leidden de supercomputersector met de CDC 7600 in 1969 (160 megaFLOPS), de Cray X-MP in 1982 (800 megaFLOPS) en de Cray 2 in 1985 (1,9 gigaFLOPS).
Andere bedrijven probeerden vervolgens supercomputers betaalbaarder te maken en ontwikkelden massaal parallelle verwerking (MPP). In 1992 bouwden Don Becker en Thomas Sterling, aannemers bij NASA, de Beowulf, een supercomputer die bestaat uit een cluster van samenwerkende computereenheden. Het was de eerste supercomputer die het clustermodel gebruikte.
De huidige supercomputers gebruiken zowel centrale verwerkingseenheden (CPU's) als grafische verwerkingseenheden (GPU's) die samenwerken om berekeningen uit te voeren. De Fugaku supercomputer, gevestigd in Kobe, Japan, bij het RIKEN Center for Computational Science, is volgens de TOP500 de snelste supercomputer ter wereld, met een verwerkingssnelheid van 442 petaFLOPS.
Supercomputers vs. gewone pc’s
De supercomputers van vandaag bundelen rekenkracht om aanzienlijk hogere prestaties te leveren dan een enkele desktop of server om complexe problemen op het gebied van techniek, wetenschap en bedrijfsleven op te lossen.
In tegenstelling tot gewone personal computers bestaan moderne supercomputers uit enorme clusters van servers, met één of meer CPU's gegroepeerd in rekenknooppunten. Compute nodes bestaan uit een processor (of een groep processoren) en een geheugenblok en kunnen tienduizenden nodes bevatten. Deze knooppunten zijn onderling verbonden om te communiceren en samen te werken om specifieke taken uit te voeren, terwijl processen worden verdeeld over of gelijktijdig worden uitgevoerd door duizenden processoren.
Hoe de prestaties van supercomputers worden gemeten
FLOPS worden gebruikt om de prestaties van een supercomputer te meten en voor wetenschappelijke berekeningen waarbij floating-point-berekeningen worden gebruikt, d.w.z. getallen die zo groot zijn dat ze in exponenten moeten worden uitgedrukt.
FLOPS zijn een nauwkeurigere maatstaf dan een miljoen instructies per seconde (MIPS). Zoals hierboven vermeld, kunnen sommige van de snelste supercomputers van vandaag meer dan honderd quadriljoen FLOPS (petaFLOPS) presteren.
