Supercomputer

Columbia, de supercomputer (2004) van de NASA

Capaciteit in FLOPS van de grootste supercomputer over de tijd; logaritmische schaal.

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 (2023) is de HPE Cray EX235a ontwikkeld door Hewlett Packard Enterprise de snelste supercomputer. Deze volgde op onder andere 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

Men moet een supercomputer niet verwarren met een mainframe. Beide 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 floatingpointbewerkingen. 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

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

Kenmerken

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 intern 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 supercomputer. Nu personal computers steeds krachtiger worden, kunnen ook consumenten-pc's worden gebruikt in een cluster.

Toekomst

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

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
2016	Sunway TaihuLight	93,01 PFLOPS	National Supercomputing Center, Wuxi, China
2018	Summit	200 PFLOPS	Oak Ridge National Laboratory (Tennessee) Verenigde Staten
2022	HPE Cray EX235a	1686 PFLOPS	Hewlett Packard Enterprise

Externe links

• Top 500 supercomputers
• Digitaal virus leeft heel eventjes, NRC Handelsblad, 16 maart 2006
• BOINC, gebruik van miljoenen computers in een netwerk als virtuele supercomputer

Bronnen, noten en/of referenties

Mediabestanden

Zie de categorie Supercomputers van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.