حاسب فائق

الحاسب الفائق أو السوپركمپيوتر supercomputer هو حاسب يـُعتبر وقت طرحه للاستخدام في مقدمة الحواسب من حيث قدرة المعالجة, وخصوصاً سرعة الحساب. وقد تم استخدام التعبير "سوپر كمپيوتر Super Computing" لأول مرة في جريدة نيويورك ورلد سنة 1929[1] للإشارة إلى مجدْوِلات كبيرة صنعتها آي بي إم خصيصاً لجامعة كلومبيا.

كراي 2 كان أسرع حاسب في العالم من 1985 إلى 1989.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

تصميم العتاد والبرمجيات

Processor board of a CRAY YMP vector computer

باستعمال وحدات معالجة مركزية مصنوعة خصيصاً، كانت الطريقة المعتادة لحصول الحاسبات الفائقة على سرعاتها التي تفوق سرعات الحاسبات العادية وذلك من خلال استخدام تصميمات مبتكرة تسمح لهم بأداء العديد من المهام بالتوازي, وبالطبع باستخدام هندسة تفاصيل معقدة. They tend to be specialized for certain types of computation, usually numerical calculations, and perform poorly at more general computing tasks. Their memory hierarchy is very carefully designed to ensure the processor is kept fed with data and instructions at all times — in fact, much of the performance difference between slower computers and supercomputers is due to the memory hierarchy. Their I/O systems tend to be designed to support high bandwidth, with latency less of an issue, because supercomputers are not used for transaction processing.

ككل الأنظمة عالية التوازي, فإن قانون أمدال يسري, وتخصص تصميمات الحاسب الفائق جهداً عظيماً للتخلص من الطبيعة التتابعية للبرمجيات, وتستعمل العتاد للتعامل مع إعناق الزجاجات المتبقية.


تحديات وتقنيات الحساب الفائق

  • يولد الحاسب الفائق كميات كبيرة من الحرارة ويجب تبريده. وتبريد معظم الحاسبات الفائقة هو مشكلة تكييف كبيرة.
  • البيانات لا يمكنها التحرك بأسرع من سرعة الضوء بين جزئين في الحاسب الفائق. ولهذا السبب, فالحاسب الفائق الذي يبلغ عرضه عدة أمتار حتما توجد فيه تأخرات بين مكوناته تقاس بعشرات النانو ثواني على الأقل. تصميمات سيمور كراي للحاسب الفائق حاولت أن تكون أطوال الكابلات أقصر ما يمكن لذلك السبب: ولذلك اتخذ الشكل الاسطواني لعائلة حاسبات كراي. في الحاسبات الفائقة المعاصرة المبنية على وحدات معالجة مركزية اعتيادية تعمل على التوازي, latencies of 1-5 microseconds to send a message between CPUs are typical.
  • Supercomputers consume and produce massive amounts of data in a very short period of time. According to Ken Batcher, "A supercomputer is a device for turning compute-bound problems into I/O-bound problems." Much work on external storage bandwidth is needed to ensure that this information can be transferred quickly and stored/retrieved correctly.

التقنيات المطوَرة للحاسبات الفائقة تتضمن:

تقنيات المعالجة

أنظمة التشغيل

معظم الحاسبات الفائقة يعملون تحت تنويعة من لينوكس أو يونيكس. وقد أصبح لينوكس أكثر نظم التشغيل شعبية منذ عام 2004

البرمجة

Modern supercomputer architecture

The Columbia Supercomputer at NASA's Advanced Supercomputing Facility at Ames Research Center
The CPU Architecture Share of Top500 Rankings between 1998 and 2007: x86 family includes x86-64.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

أسرع حاسبات فائقة اليوم

قياس سرعة الحاسب الفائق

The speed of a supercomputer is generally measured in "FLOPS" (FLoating Point Operations Per Second), commonly used with an SI prefix such as tera-, combined into the shorthand "TFLOPS" (1012 FLOPS, pronounced teraflops), or peta-, combined into the shorthand "PFLOPS" (1015 FLOPS, pronounced petaflops.) This measurement is based on a particular benchmark which does LU decomposition of a large matrix. This mimics a class of real-world problems, but is significantly easier to compute than a majority of actual real-world problems.

قائمة أعلى 500

مقال رئيسي: أعلى 500

أسرع نظام حاسب فائق حالياً

A BlueGene/P node card

On June 8, 2008, the Cell/AMD Opteron-based IBM Roadrunner at the Los Alamos National Laboratory (LANL) was announced as the fastest operational supercomputer, with a sustained processing rate of 1.026 PFLOPS.[2][3]

خط زمني للحاسبات الفائقة

هذه هي قائمة لأصحاب الأرقام القياسية لأسرع حساب فائق غير متخصص في العالم, وسنة تحقيقه الرقم القياسي. المدخلات قبل 1993, في القائمة، تشير إلى مصادر متعددة. ومنذ 1993 إلى الآن, فالقائمة تعكس قائمة أعلى 500, و "أقصى سرعة" معطاة بصيغة ترتيب "Rmax".

الرسم البياني يعكس توقع المستقبلي راي كرتسوايل لنمو قدرة معالجة الحاسبات الفائقة


السنة الحاسب الفائق أقصى سرعة
(Rmax)
المكان
1942 Atanasoff–Berry Computer (ABC) 30 OPS جامعة ولاية أيوا, إيمز, أيوا, الولايات المتحدة
TRE Heath Robinson 200 OPS Bletchley Park
1944 Flowers Colossus 5 kOPS Post Office Research Station, Dollis Hill, UK
1946
 
UPenn ENIAC
(before 1948+ modifications)
100 kOPS Aberdeen Proving Ground, ماريلاند, الولايات المتحدة
 
1954 IBM NORC 67 kOPS U.S. Naval Proving Ground, Dahlgren, ڤرجينيا, الولايات المتحدة
1956 MIT TX-0 83 kOPS Massachusetts Inst. of Technology, Lexington, مساتشوستس, الولايات المتحدة
1958 IBM AN/FSQ-7 400 kOPS 25 U.S. Air Force sites across the continental USA and 1 site in كندا (52 computers)
1960 UNIVAC LARC 250 kFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, الولايات المتحدة
1961 IBM 7030 "Stretch" 1.2 MFLOPS Los Alamos National Laboratory, نيو مكسيكو, الولايات المتحدة
1964 CDC 6600 3 MFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, USA
1969 CDC 7600 36 MFLOPS
1974 CDC STAR-100 100 MFLOPS
1975 Burroughs ILLIAC IV 150 MFLOPS NASA Ames Research Center, كاليفورنيا, الولايات المتحدة
1976 Cray-1 250 MFLOPS Los Alamos National Laboratory, نيو مكسيكو, USA (80+ sold worldwide)
1981 CDC Cyber 205 400 MFLOPS (numerous sites worldwide)
1983 Cray X-MP/4 941 MFLOPS Los Alamos National Laboratory; Lawrence Livermore National Laboratory; Battelle; Boeing
1984 M-13 2.4 GFLOPS Scientific Research Institute of Computer Complexes, موسكو, الاتحاد السوڤياتي
1985 Cray-2/8 3.9 GFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, الولايات المتحدة
1989 ETA10-G/8 10.3 GFLOPS Florida State University, فلوريدا, الولايات المتحدة
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, طوكيو, اليابان
Intel Paragon XP/S 140 143.40 GFLOPS Sandia National Laboratories, نيو مكسيكو, الولايات المتحدة
1994 Fujitsu Numerical Wind Tunnel 170.40 GFLOPS National Aerospace Laboratory, طوكيو, اليابان
1996 Hitachi SR2201/1024 220.4 GFLOPS جامعة طوكيو, اليابان
Hitachi/Tsukuba CP-PACS/2048 368.2 GFLOPS Center for Computational Physics, جامعة تسوكوبا, تسوكوبا, اليابان
1997 Intel ASCI Red/9152 1.338 TFLOPS Sandia National Laboratories, نيو مكسيكو, الولايات المتحدة
1999 Intel ASCI Red/9632 2.3796 TFLOPS
2000 IBM ASCI White 7.226 TFLOPS Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, الولايات المتحدة
2002 NEC Earth Simulator 35.86 TFLOPS Earth Simulator Center, يوكوهاما, اليابان
2004 IBM Blue Gene/L 70.72 TFLOPS DoE/IBM Rochester, منيسوتا, USA
2005 136.8 TFLOPS DoE/U.S. National Nuclear Security Administration,
Lawrence Livermore National Laboratory, كاليفورنيا, USA
280.6 TFLOPS
2007 478.2 TFLOPS
2008 IBM Roadrunner 1.026 PFLOPS DoE-Los Alamos National Laboratory, نيو مكسيكو, USA


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

انظر أيضاً

مفاهيم عامة, تاريخ
طبقات أخرى من الحاسوب
شركات حاسبات فائقة ما زالت تعمل

These companies make supercomputer hardware and/or software, either as their sole activity, or as one of several activities.

شركات حاسبات فائقة اختفت

These companies have either folded, or no longer operate in the supercomputer market.

هامش

  1. ^ Eames, Charles (1973). A Computer Perspective. Cambridge, Mass: Harvard University Press. p. 95. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help). Page 95 identifies the article as "Super Computing Machines Shown". New York World. March 1, 1920.. However the article shown on page 95 references the Statistical Bureau in Hamilton Hall and an article at the Columbia Computing History web site states that such did not exist until 1929. See The Columbia Difference Tabulator - 1931
  2. ^ "June 2008". cnet.com. Retrieved 2008-06-09.
  3. ^ New York Times, June 9, 2008

وصلات خارجية

مصادر بيانات

مراكز وهيئات الحساب الفائق

الهيئات

Centers

ماكينات معينة, عامة الغرض

ماكينات معينة, خاصة الغرض