Siêu máy tính

Một siêu máy tính là một máy tính vượt trội trong khả năng và tốc độ xử lý. Thuật ngữ Siêu Tính Toán được dùng lần đầu trong báo New York World vào năm 1920 để nói đến những bảng tính (tabulators) lớn của IBM làm cho trường Đại học Columbia. Siêu máy tính hiện nay^{[khi nào?]} có tốc độ xử lý hàng nghìn teraflop (một teraflop tương đương với hiệu suất một nghìn tỷ phép tính/giây) hay bằng tổng hiệu suất của 6.000 chiếc máy tính hiện đại nhất hiện nay gộp lại (một máy có tốc độ khoảng từ 3-3,8 gigaflop).

Có thể hiểu siêu máy tính là hệ thống những máy tính làm việc song song.

Siêu máy tính mạnh nhất thế giới 2004

Theo thống kê (6 tháng một lần) của Đại học Tổng hợp Mannheim, Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley và Đại học Tennessee thì 10 siêu máy tính mạnh nhất thế giới trong tháng 6 năm 2004 là:

Earth Simulator của NEC
Thunder của IBM tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore
ASCI Q của HP tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos
Blue Gene/L DD1 của IBM tại Trung tâm Nghiên cứu Thomas Watson
Tungsten của Dell tại Trung tâm Ứng dụng Siêu máy tính Quốc gia (Mỹ)
Hai mạng máy tính dựa trên Power4 của Intel tại Trung tâm Dự báo Thời tiết châu Âu
Mạng siêu kết hợp của Fujitsu tại Viện Nghiên cứu Vật lý và Hoá học (Nhật)
Blue Gene/L DD2 của IBM tại Trung tâm Nghiên cứu Thomas Watson
Mạng máy tính dựa trên chip Itanium của HP tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Bắc Thái Bình Dương
Thụ Quang 4000A của Dawning tại Trung tâm Siêu máy tính Thượng Hải.

Siêu máy tính nhanh nhất 2006

29 tháng 6 năm 2006: Bảng xếp hạng được công bố trong Hội nghị siêu máy tính quốc tế diễn ra tại Đức, do Đại học Tổng hợp Mannheim (Đức), Đại học Tennessee và Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence-Berkeley (Mỹ) thực hiện.

Siêu máy tính IBM Blue Gene/L nhanh nhất thế giới.

Hệ thống Blue Gene/L, được lắp đặt tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore, lại tự phá kỷ lục giành ngôi vị quán quân với hệ thống gồm 65.536 thiết bị xử lý, tốc độ xử lý 280,6 nghìn tỷ phép tính mỗi giây (280,6 teraflop) theo chỉ số vận hành Linpack, gấp đôi kỷ lục 136,8 teraflop hiện được coi là nhanh nhất thế giới cũng do chính Blue Gene/L phá kỷ lục.

Hiện nay không một hệ thống siêu máy tính nào khác vượt qua ngưỡng 100 teraflop, cho nên Blue Gene/L sẽ còn giữ kỷ lục về lâu dài. Tuy nhiên, hãng IBM đang có kế hoạch xây dựng siêu máy tính Roadrunner tại trung tâm thí nghiệm quốc gia Los Alamos ở New Mexico (Mỹ), với tốc độ dự kiến lên tới 1.600 teraflop, gấp bốn lần Blue Gene/L hiện tại.

Kết quả tháng 6 năm 2006:

BlueGene/L - eServer Blue Gene Solution-IBM
BGW - eServer Blue Gene Solution-IBM
ASC Purple - eServer pSeries p5 575 1.9 GHz-IBM
Columbia - SGI Altix 1.5 GHz, Voltaire Infiniband-SGI
Tera-10 - NovaScale 5160, Itanium2 1.6 GHz, Quadrics-Bull SA
Thunderbird - PowerEdge 1850, 3.6 GHz, Infiniband-Dell
TSUBAME Grid Cluster - Sun Fire X64 Cluster, Opteron 2.4/2.6 GHz, Infiniband, CHO NGUYEN
JUBL - eServer Blue Gene Solution-IBM
Red Storm Cray XT3, 2.0 GHz-Cray Inc.
Earth-Simulator-NEC

2009

Theo một công bố của hãng NEC thì siêu máy tính SX-9 ^[1] của họ đạt tốc độ 839 teraflop, vượt qua Constellation, BlueGene/L và họ đang tiếp xây dựng siêu máy tính mới đạt tốc độ 10 petaflop vào năm 2010^[2].
Theo công bố ngày 9 tháng 6 trên Top500-ISC to HFPD on Breaking the Petaflop/s Barrier Lưu trữ 2008-06-13 tại Wayback Machine, siêu máy tính Roadrunner đã đạt ngưỡng 1.026 petaflop/giây, hệ điều hành Red Hat Linux phiên bản 4.3.
- Roadrunner có bộ xử lý trung tâm IBM System x 3755 tích hợp 12.240 chip Cell (tên đầy đủ là Cell Broadband Engine, gồm một bộ xử lý đa năng Power PC và 8 phần tử đồng xử lý) và 6.562 bộ xử lý AMD Opteron^[3] lõi kép (dual-core), bộ nhớ 80 terabyte, hệ thống kết nối rộng 557m², 92 km sợi quang, nặng 227 tấn, chi phí 100 triệu USD^[4]
- Chip cell bao gồm 8 lõi 64 bit xử lý riêng biệt, mang lại hiệu quả hoạt động với xung nhịp trên 4 GHz, khả năng thực hiện 256 Gigaflop/s.
Siêu máy tính XT Jaguar chạy nền Linuxa, bộ nhớ 362 GB, gồm 184 tủ máy, mỗi tủ máy chứa 192 chip Opteron 4 lõi của AMD^[5]

2013

Đây là bảng tổng kết 1 siêu máy tính mạnh nhất thế giới

Thứ Hạng	Nơi Sản Xuất	Tên Hệ thống	Số Nhân	Tốc Độ Đọc (TFlop/s)	Rpeak (TFlop/s)	Công Suất (kW)
1	Đại học Quốc gia Công nghệ Quốc phòng Trung Quốc	Tianhe-2 (MilkyWay-2) - TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692 12C 2.200 GHz, TH Express-2, Intel Xeon Phi 31S1P NUDT	3,120,000	33,862.7	54,902.4	17,808
2	DOE / SC / Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge Hoa Kỳ	Titan - Cray XK7, Opteron 6274 16C 2.200 GHz, Cray Gemini interconnect, NVIDIA K20x Cray Inc.	560,640	17,590.0	27,112.5	8,209
3	DOE/NNSA/LLNL Hoa Kỳ	Sequoia - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz, Custom IBM	1,572,864	17,173.2	20,132.7	7,890
4	Viện Khoa học Tính toán nâng cao RIKEN (AICS) Nhật Bản	K computer, SPARC64 VIIIfx 2.0 GHz, Tofu interconnect Fujitsu	705,024	10,510.0	11,280.4	12,660
5	DOE/SC/Argonne National Laboratory Hoa Kỳ	Mira - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz, Custom IBM	786,432	8,586.6	10,066.3	3,945
6	Texas Advanced Computing Center/Univ. of Texas Hoa Kỳ	Stampede - PowerEdge C8220, Xeon E5-2680 8C 2.700 GHz, Infiniband FDR, Intel Xeon Phi SE10P Dell	462,462	5,168.1	8,520.1	4,510
7	Forschungszentrum Juelich (FZJ) Đức	JUQUEEN - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.600 GHz, Custom Interconnect IBM	458,752	5,008.9	5,872.0	2,301
8	DOE/NNSA/LLNL Hoa Kỳ	Vulcan - BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.600 GHz, Custom Interconnect IBM	393,216	4,293.3	5,033.2	1,972
9	Leibniz Rechenzentrum Đức	SuperMUC - iDataPlex DX360M4, Xeon E5-2680 8C 2.70 GHz, Infiniband FDR IBM	147,456	2,897.0	3,185.1	3,423
10	National Supercomputing Center in Tianjin Trung Quốc	Tianhe-1A - NUDT YH MPP, Xeon X5670 6C 2.93 GHz, NVIDIA 2050 NUDT	186,368	2,566.0	4,701.0	4,040

Bảng tổng kết từ top500.org

Năm	Số hiệu máy	Tốc độ (Rmax)	Địa điểm đặt máy
1942	Atanasoff–Berry Computer (ABC)	30 OPS	Iowa State University, Ames, Iowa, Hoa Kỳ
1942	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	Department of War Aberdeen Proving Ground, Maryland, Hoa Kỳ
1954	IBM NORC	67 kOPS	Department of Defense U.S. Naval Proving Ground, Dahlgren, Virginia, Hoa Kỳ
1956	MIT TX-0	83 kOPS	Massachusetts Inst. of Technology, Lexington, Massachusetts, Hoa Kỳ
1958	IBM AN/FSQ-7	400 kOPS	25 U.S. Air Force sites across the continental USA and 1 site in Canada (52 computers)
1960	UNIVAC LARC	250 kFLOPS	Atomic Energy Commission (AEC) Lawrence Livermore National Laboratory, California, Hoa Kỳ
1961	IBM 7030 "Stretch"	1,2 MFLOPS	AEC-Los Alamos National Laboratory, New Mexico, Hoa Kỳ
1964	CDC 6600	3 MFLOPS	AEC-Lawrence Livermore National Laboratory, California, Hoa Kỳ
1969	CDC 7600	36 MFLOPS
1974	CDC STAR-100	100 MFLOPS
1975	Burroughs ILLIAC IV	150 MFLOPS	NASA Ames Research Center, California, Hoa Kỳ
1976	Cray-1	250 MFLOPS	Energy Research and Development Administration (ERDA) Los Alamos National Laboratory, New Mexico, Hoa Kỳ (80+ sold worldwide)
1981	CDC Cyber 205	400 MFLOPS	(numerous sites worldwide)
1983	Cray X-MP/4	941 MFLOPS	U.S. Department of Energy (DoE) Los Alamos National Laboratory; Lawrence Livermore National Laboratory; Battelle; Boeing
1984	M-13	2,4 GFLOPS	Scientific Research Institute of Computer Complexes, Moskva, Liên Xô
1985	Cray-2/8	3,9 GFLOPS	DoE-Lawrence Livermore National Laboratory, California, Hoa Kỳ
1989	ETA10-G/8	10,3 GFLOPS	Florida State University, Florida, Hoa Kỳ
1990	NEC SX-3/44R	23,2 GFLOPS	NEC Fuchu Plant, Fuchu, Nhật Bản
1993	Thinking Machines CM-5/1024	65,5 GFLOPS	DoE-Los Alamos National Laboratory; National Security Agency
	Fujitsu Numerical Wind Tunnel	124,50 GFLOPS	National Aerospace Laboratory, Tokyo, Nhật Bản
	Intel Paragon XP/S 140	143,40 GFLOPS	DoE-Sandia National Laboratories, New Mexico, Hoa Kỳ
1994	Fujitsu Numerical Wind Tunnel	170,40 GFLOPS	National Aerospace Laboratory, Tokyo, Nhật Bản
1996	Hitachi SR2201/1024	220,4 GFLOPS	Đại học Tokyo, Nhật Bản
1996	Hitachi/Tsukuba CP-PACS/2048	368,2 GFLOPS	Center for Computational Physics, University of Tsukuba, Tsukuba, Nhật Bản
1997	Intel ASCI Red/9152	1,338 TFLOPS	DoE-Sandia National Laboratories, New Mexico, Hoa Kỳ
1999	Intel ASCI Red/9632	2,3796 TFLOPS	DoE-Sandia National Laboratories, New Mexico, Hoa Kỳ
2000	IBM ASCI White	7,226 TFLOPS	DoE-Lawrence Livermore National Laboratory, California, Hoa Kỳ
2002	NEC Earth Simulator	35,86 TFLOPS	Earth Simulator Center, Yokohama, Nhật Bản
2004	IBM Blue Gene/L	70,72 TFLOPS	DoE/IBM Rochester, Minnesota, Hoa Kỳ
2005		136,8 TFLOPS	DoE/U.S. National Nuclear Security Administration, Lawrence Livermore National Laboratory, California, Hoa Kỳ
2005		280,6 TFLOPS
2007		478,2 TFLOPS
2008	IBM Roadrunner	1,026 PFLOPS	DoE-Los Alamos National Laboratory, New Mexico, Hoa Kỳ
2009	Cray Jaguar	1,759 PFLOPS 2,331 PFLOPS	Oak Ridge National Laboratory, New Mexico, Hoa Kỳ
2010	Thiên Hà 1A	2,507 PFLOPS	Trung tâm siêu máy tính Thiên Tân, Thiên Tân, Trung Quốc
2011	Fujitsu K computer	8.162 PFLOPS	RIKEN, Wakō, Saitama, Nhật Bản
2012	TITAN	20 PFLOPS	Bộ năng lượng Hoa Kỳ, Hoa Kỳ

Siêu máy tính mang tên Thiên Hà 1A (Tianhe-1A) của Trường Đại học Công nghệ Quốc phòng Quốc gia Trung Quốc cũng sử dụng những bộ vi xử lý của Mỹ do hãng Intel và Nvidia sản xuất. Được biết, siêu máy tính này có thể giải quyết các phép toán nhanh hơn 29 triệu lần so với siêu máy tính của năm 1976.