Cụm từ siêu máy tính (Supercomputer) chắc không còn xa lạ gì với nhiều người, ám chỉ những hệ thống máy tính khổng lồ, có khả năng sử lý siêu nhanh,… Vậy nhưng tầm quan trọng của nó như thế nào đối với khoa học nói chung. Tất cả sẽ có trong bài viết này nhé!
1. Siêu máy tính là gì?
Siêu máy tính (Supercomputer) có thể hiểu nó cũng chỉ là một loại máy tính nhưng nó không giống như máy tính thông thường bạn dùng để gõ văn bản hằng ngày. Các siêu máy tính có kích thước khổng lồ đồng thời mang trong mình sức mạnh vượt trội, có khả năng tính toán cao gấp hàng triệu lần máy tính thông thường.
Hiện nay siêu máy tính có tốc độ xử lý hàng nghìn Teraflop (1 Teraflop bằng một nghìn tỉ phép tính trên giây) bằng tổng tốc độ xử lý của 6000 máy tính hiện đại bật nhất hiện nay gộp lại.
Siêu máy tính IBM
Máy tính thông thường hiện nay hoạt động dựa trên nguyên lý xử lý tuần tự: Lấy thông tin (dữ liệu) bằng quá trình gọi là đầu vào, lưu trữ và xử lý dữ liệu, sau đó tạo ra một loại đầu ra (kết quả). Siêu máy tính hoạt động theo cách hoàn toàn khác đó là xử lý song song các tác vụ, tức có thể làm nhiều việc cùng một thời điểm.
Xử lý tuần tự và xử lý song song
Tuy nhiên việc sử lý song song cần tập hợp nhiều việc cần xử lý cùng một lúc hơn nên siêu máy tính là những tập hợp gồm nhiều máy tính khiến cho chúng có kích thước khổng lồ.
2. Lịch sử của siêu máy tính
Siêu máy tính đầu tiên đó là ENIAC được ra mắt ngày 15 tháng 2 năm 1946. 3 năm sau máy tính điện đầu tiên xuất hiện. Cỗ máy do John Mauchly và J. Presper Eckert xây dựng, dài khoảng 25m và nặng 30 tấn.
Năm 1953, IBM phát triển máy tính lớn gọi là IBM 701 và bán khoảng 20 chiếc cho nhiều cơ quan chính phủ và quân đội. Năm 1956, IBM phát triển siêu máy tính Stretch cho phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos. Nó vẫn là máy tính nhanh nhất thế giới cho đến năm 1964, mẫu CDC6600 ra mắt có thể giải quyết 3 triệu phép tính mỗi giây.
Trong những năm 1960 – 1970 hàng loạt siêu máy tính được ghi nhận như: Hệ thống Nghiên cứu Nguyên tử Livermore (LARC), IBM 7030 Stretch và máy tính Atlas của Đại học Manchester. Chúng chủ yếu phục vụ cho nhu cầu dự báo thời tiết và nghiên cứu khí động lực học, cũng như chế tạo ô tô, máy bay và tên lửa vũ trụ.
IBM 7030 Stretch
Giai đoạn 1980 – 2000 là thời kỳ của siêu máy tính tìm xác suất, mô hình phóng xạ cũng như giả lập 3D. Giai đoạn sau đó với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI), chúng được áp dụng vào quân sự như hạt nhân, mã hoá,…
Những siêu máy tính hàng đầu thế giới hiện nay nằm ở các nước như Mỹ, Liên minh châu Âu, Nhật Bản và Trung Quốc. Trong đó Mỹ và Trung Quốc đang dẫn đầu cuộc đua.
Sunway TaihuLight của Trung Quốc là siêu máy tính mạnh nhất thế giới 2016 với tốc độ 93 petaflop. Mỹ đã đòi lại vị trí này vào năm ngoái vớiIBM Summitcó tốc độ 200 petaflop (mỗi petaflop thực hiện một nghìn tỷ phép tính mỗi giây).
IBM Summit
3. Tầm quan trọng của siêu máy tính
Siêu máy tính được ứng dụng vào hết các lĩnh vực khoa học như dự báo thời tiết, nghiên cứu khí hậu,… Một siêu máy tính trên lý thuyết có thế sử dụng cho tất cả mọi thứ, theo chuyên gia Chris Woodford của Explainthatstuffcho biết. “Siêu máy tính có thể xem là biểu tượng mới của sức mạnh công nghệ”.
Tầm quan trọng của siêu máy tính
John Kelly, phó chủ tịch cấp cao về nghiên cứu và giải pháp nhận thức của IBM, cho rằng ai nắm được siêu máy tính mạnh hơn sẽ làm chủ công nghệ. Với nó, con người có thể mô hình hóa, mô phỏng hôm nay để dự đoán tương lai, cũng như khám phá những thứ chưa từng biết về y tế, chăm sóc sức khỏe, khoa học, vật liệu”.
4. Siêu máy tính có những loại nào?
Siêu máy tính bao gồm 2 loại:
– Loại thứ nhất: Kiểu điện toán tập trung (Computer Cluster), loại siêu máy tính này bao gồm một hệ thống bao gồm nhiều CPU đặt gần nhau. Những CPU này thường nằm trong nhiều máy tính giống nhau, người ta coi hệ thống này như là một siêu máy tính duy nhất. Loại siêu máy tính này chiếm hơn 80% siêu máy tính trên thế giới.
Kiểu điện toán tập trung
– Loại thứ hai: Sử dụng nhiều máy tính nhỏ đặt xa nhau về khoảng cách địa lý, chúng được kết nối với nhau thành một mạng lưới thông qua một máy chính (Control Node). Máy chính có nhiệm vụ điều khiển và phân bổ tác vụ cho các máy con xử lý.
Một số mẫu laptop đang kinh doanh tại Thế Giới Di Động
Trên đây là bài viết giải thích khái niệm siêu máy tính là gì, tầm quan trọng của nó. Hy vọng bài viết này cung cấp cho bạn những thông tin bổ ích, hẹn gặp lại bạn ở các bài viết tiếp theo!
