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Definition

Supercomputer

Ein Supercomputer ist ein Computer, dessen technische Möglichkeiten sich nahe am höchstmöglichen Leistungsbereich von Computern bewegen. Ursprünglich wurden Supercomputer für wissenschaftliche und technische Anwendungen genutzt, die sehr große Datenbanken verarbeiten oder eine extreme Menge an Berechnungen durchführen mussten.

Obwohl Fortschritte wie Mehrkernprozessoren und GPGPUs (General Purpose Graphics Processing Unit) leistungsfähige Maschinen für den persönlichen Gebrauch ermöglicht haben (Desktop-Supercomputer, GPU-Supercomputer), ist ein Supercomputer per Definition eine Ausnahme in Bezug auf die Leistung.

Seit langer Zeit schon gibt es bekannte Supercomputer, die im Vergleich zu anderen Computern mit extrem hoher Geschwindigkeit arbeiten. Mitunter wird der Begriff auch für etwas langsamere (aber noch immer beeindruckend schnelle) Computer verwendet. Die größten bekannten Supercomputer sind eigentlich mehrere Computer, die parallel arbeiten.

Im Wesentlichen gibt es zwei Ansätze für die parallele Verarbeitung: Symmetric Multiprocessing (SMP) und Massive Parallel Processing (MPP).

Stand Juni 2017 war der schnellste Supercomputer der Welt der Summit von IBM am Oak Ridge National Laboratory (USA). Er beinhaltet:

  • 216 POWER9 CPUs (22 Kerne, 3,1 GHz) und 27.648 Nvidia Tesla V100 GPUs;
  • Spitzenleistung bis 123 Petaflops (Quadrillionen Fließkomma-Operationen pro Sekunde);
  • Insgesamt zehn Petabyte Arbeitsspeicher (512 GB DDR4-Arbeitsspeicher pro Rechner).

Bemerkenswerte historische Supercomputer

Der erste kommerziell erfolgreiche Supercomputer war der CDC (Control Data Corporation) 6600, den Seymour Cray im Jahr 1964 entwickelte. Er verfügte über eine einzelne CPU und kostete acht Millionen US-Dollar (nach heutigem Wert 60 Millionen). Der CDC konnte pro Sekunde drei Millionen Fließkommaoperationen (Flops) bearbeiten.

Cray machte sich mit seinem Wissen selbstständig und gründete im Jahr 1972 eine gleichnamige Firma. Die Firma, die in der Zwischenzeit den Besitzer wechselte, besteht bis heute. Im September 2008 brachten Cray und Microsoft den CX1 heraus – einen Personal Supercomputer für 25.000 US-Dollar, der sich an die Luft- und Raumfahrtindustrie, Autoindustrie, Wissenschaft, Finanzdienstleistungen und Medizin richtete.

IBM etablierte sich als einer der größten Wettbewerber. Der Roadrunner, ehemals einer der führenden Supercomputer, war doppelt so schnell wie der eigene IBM Blue Gene und sechsmal so schnell wie jeder andere Supercomputer seiner Zeit. IBM Watson ist in den USA dafür berühmt geworden, durch kognitive Programmierung einen der Gewinner der beliebten Quizshow Jeopardy vom Thron gestoßen zu haben.

Die besten Supercomputer der vergangenen Jahre:

Jahr Supercomputer Spitzenleistung Ort
2017 Summit 122.300 PFLOPS Tennessee, USA
2016 Sunway TaihuLight 93.01 PFLOPS Wuxi, China
2013 NUDT Tianhe-2 33.86 PFLOPS Guangzhou, China
2012 Cray Titan 17.59 PFLOPS Tennessee, USA
2012 IBM Sequoia 17.17 PFLOPS Livermore, USA
2011 Fujitsu K computer 10.51 PFLOPS Kobe, Japan
2010 Tianhe-IA 2.566 PFLOPS Tianjin, China
2009 Cray Jaguar 1.759 PFLOPS Tennessee, USA
2008 IBM Roadrunner

1.105 PFLOPS

Los Alamos, USA

In den Vereinigten Staaten sind mehrere Supercomputer über eine Internet-Backbone mit dem Namen VBNS (NSFNet) miteinander verbunden. Dieses Netzwerk ist die Grundlage einer wachsenden Infrastruktur namens National Technology Grid. Ein Teil dieser Initiative ist das universitär geführte Projekt Internet2.

Am unteren Ende der Skala des Supercomputings befindet sich das Clustering, eine Art Do-it-yourself-Supercomputer. Das Projekt Beowulf bietet zum Beispiel Anleitungen, wie man eine Reihe handelsüblicher Prozessoren von Personal Computern mit Linux-Betriebssystemen und Vernetzung über Fast Ethernet miteinander kombinieren kann. Für die parallele Verarbeitung müssen Anwendungen allerdings spezifisch entwickelt werden.

Diese Definition wurde zuletzt im Juli 2019 aktualisiert

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