على مدى عقود ، ساعدت الحواسيب العملاقة العلماء في إجراء حسابات لم تكن ممكنة على أجهزة الكمبيوتر العادية في ذلك الوقت. لم يساعد بناء الحواسيب العملاقة فقط على دفع مظروف ما هو ممكن في مجال الحوسبة ، ولكن الحسابات التي أجرتها الحواسيب العملاقة ساعدت على زيادة العلوم والتكنولوجيا ، وفي النهاية حياتنا.
سنتكلم عن أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي شهدها العالم على الإطلاق.
CRAY-1
تم تطوير أول كمبيوتر cray-1 بواسطة فريق بقيادة سيمور كراي الأسطوري. كان نظام 64 بت تبريد الفريون يعمل على 80MHz مع 8.39 ميغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي. الاستخدام الدقيق لتعليمات المطور يمكن أن تؤدي إلى أداء يبلغ 250 ميغا فلوب. جنبا إلى جنب مع نظام التبريد الفريون ، فإن الطراز الأول من (Cray-1,ray-1A) يزن 5.5 طن وتم تسليمه إلى مختبر لوس ألاموس الوطني في عام 1976. وبعد عام ، قامت الماكينة بشحنها الدولي الأول إلى المركز الأوروبي للتنبؤ بالطقس متوسط المدى ، وبعدها بعامين تم تقديمه في ألمانيا واليابان والمملكة المتحدة.
تم إنشاء الشكل C الشهير للحفاظ على الكابلات قصيرة قدر الإمكان (المنحنى يجعل المسافات من الداخل أقصر). سمحت الكبلات الأقصر للنظام بالعمل على تردد أعلى (كان بسرعة 80 ميجا هرتز بجنون في ذلك الوقت).
CRAY-2
كان Cray-2 هو أسرع جهاز كمبيوتر في العالم بين عامي 1985 و 1989 ، وهو قادر على تشغيل 1.9 جيجابت. مثل Cray-1 ، كان نظام 64 بت. تم تسليم Cray-2 الأول مع 2 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، والتي كانت تعتبر ضخمة في ذلك الوقت. كانت لوحات دوائرها معبأة في ثماني طبقات ضيقة ومترابطة فوق بعضها البعض ، مما جعل أي شكل من أشكال تبريد الهواء مستحيلًا. بدلاً من ذلك ، تم استخدام سائل خاص معزول كهربائياً يسمى Flourinert (من شركة 3M ، الشركة التي أحضرت ملاحظات Post-it) لتبريد الدوائر. بفضل خزان مياه المبادل الحراري الذي يأتي مع نظام التبريد السائل ، المرئي في الصور أدناه ، حصل Cray-2 على لقب “الفقاعات”.
تم تطويره لصالح الولايات المتحدة للدفاع والطاقة ، وكان يستخدم بشكل أساسي في أبحاث الأسلحة النووية وتطوير علم المحيطات.
The Connection Machine 5
كانت CM-5 جزءًا من عائلة من أجهزة الكمبيوتر العملاقة من قبل شركة Thinking Machines التي تم تصميمها في البداية لتطبيقات الذكاء الاصطناعي والمعالجة الرمزية ، لكنها وجدت نجاحًا أكبر في مجال العلوم الحاسوبية. كان نظام CM-5 الشهير هو FROSTBURG ، الذي تم تثبيته في وكالة الأمن القومي الأمريكية (NSA) في عام 1991 ، وعمل حتى عام 1997. تم تسليم جهاز الكمبيوتر FROSTBURG في البداية مع 256 عقدة معالجة ، ولكن تمت ترقيته في عام 1993 إلى 512 معالجًا العقد و 2 TB من ذاكرة الوصول العشوائي. لقد استخدمت معالجات SPARC RISC وكان أداءها يصل إلى 65.5 جيجا فلوب. كان يحتوي على لوحات إضاءة رائعة المظهر أظهرت استخدام عقدة المعالجة ويمكن استخدامها أيضًا لأغراض التشخيص. تم عرض CM-5 أيضًا في فيلم Jurassic Park (في غرفة التحكم في الجزيرة). تم إيقاف تشغيله في أكتوبر 1996.
انقر هنا لمشاهدة فيلم قصير متحرك تم عرضه لـ CM ، يسمى Liquid Selves.
Fujitsu Numerical Wind Tunnel
طورت شركة فوجيتسو الحاسوب العملاق المعروف باسم Numerical Wind Tunnel بالتعاون مع مختبر الفضاء الوطني الياباني. كما يوحي اسمها ، تم استخدامه لمحاكاة اضطراب الرياح على الطائرات والمركبات الفضائية ، والتنبؤ بالطقس. كان النظام قادرًا على 124.5 جيجا فلوب وكان الأسرع في العالم عندما ظهر لأول مرة في عام 1993. وكان أول جهاز كمبيوتر يكسر حاجز 100 جيجابت. كل لوحة معالج كانت تحتفظ بسعة 256 ميجابايت من الذاكرة المركزية
في وقت لاحق ،تمت ترقية النظام إلى 167 معالج ، مع أداء Linpack من 170 جيجابت ، مما سمح له أن يكون نظام رقم 1 حتى ديسمبر 1995.
ASCI Red
كان ASCI Red ، وهو تعاون بين Intel و Sandia Labs ، أسرع جهاز كمبيوتر في العالم بين عامي 1997 و 2000. يستخدم ASCI Red الأصلي معالجات Pentium Pro التي تم تسجيلها بسرعة 200 ميجاهرتز ، وتم ترقيتها لاحقًا إلى معالجات Pentium II Overdrive التي تعمل بسرعة 333 ميجاهرتز. كان أول جهاز كمبيوتر يكسر حاجز teraflops (وبعد ترقية المعالج تجاوز 2 teraflops). كان الجهاز يحتوي على 4،510 عقدة حسابية (مع ما يقرب من 10،000 معالج Pentium Pro) ، ما مجموعه 1،212 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، و 12.5 تيرابايت من مساحة التخزين على القرص. كانت النسخة المطورة من ASCI Red موجودة في 104 خزينه ، مساحتها 2500 قدم مربع (230 متر مربع). يرمز ASCI إلى مبادرة الحوسبة الاستراتيجية المعجلة ، وهي مبادرة حكومية أمريكية لاستبدال التجارب النووية الحية بمحاكاة.
من يونيو 1997 إلى يونيو 2000 ، تم اعتبار ASCI RED أسرع آلة متوفرة. تم إيقاف التشغيل بعد 10 سنوات من الاستخدام ، في عام 2006 ، بعد اكتساب سمعة موثوقية لم يتم التغلب عليها مطلقًا.
ASCI White
استحوذ ASCI White على أسرع كمبيوتر عملاق في العالم بعد ASCI Red وحافظ على هذا المنصب بين عامي 2000 و 2002. على الرغم من تشابهه في الاسم ، كان ASCI White مختلفًا تمامًا عن ASCI Red. قامت Intel بإنشاء ASCI Red ، لكن ASCI White كان نظام IBM ، يستند إلى نظام الكمبيوتر RS / 6000 SP الخاص بـ IBM. يضم ما مجموعه 8192 معالجات POWER3 تعمل على 375 ميغاهيرتز ، و 6 تيرابايت من ذاكرة الوصول العشوائي و 160 تيرابايت من سعة تخزين القرص. كان ASCI White قادرًا على أكثر من 12.3 teraflops.
تم إيقاف تشغيله في يوليو 2006 ، وقد تفوقت على ذلك بواسطة محاكي الأرض.
Earth Simulator
تم بناء جهاز محاكاة الأرض في عام 1997 من قبل شركة NEC لصالح الوكالة اليابانية لاستكشاف الفضاء ومعهد أبحاث الطاقة الذرية الياباني ومركز علوم وتكنولوجيا المارينا اليابانية. كان أسرع جهاز كمبيوتر في العالم بين عامي 2002 و 2004. يستخدم جهاز محاكاة الأرض لتشغيل عمليات محاكاة المناخ العالمي لكل من الغلاف الجوي والمحيطات. استنادًا إلى بنية SX-6 من NEC ، كان يضم إجمالي 5120 معالج و 10 تيرابايت من ذاكرة الوصول العشوائي و 700 تيرابايت من مساحة تخزين القرص (بالإضافة إلى 1.6PB من السعة التخزينية الكبيرة في محركات الأشرطة). يتكون محاكي الارض من عقدتين مثبتتين لكل خزانة 1 متر × 1.4 متر × 2 متر ، بينما يستهلك كل منهما 20 كيلو واط من الطاقة. كان برنامج محاكاة الأرض الأولي قادرًا على تحقيق أعلى مستوى نظري لـ 40 teraflops ، على الرغم من تحقيق 35.86 teraflops “فقط”. لا تزال هناك نسخة مطورة من النظام قيد الاستخدام.
Blue Gene/L
طورت شركة IBM في البداية عائلة Blue Gene من أجهزة الكمبيوتر العملاقة لمحاكاة عمليات الكيمياء الحيوية التي تحتوي على البروتينات. كان Blue Gene / L في مختبر لورنس ليفرمور الوطني (LLNL) كان أسرع جهاز كمبيوتر في العالم بين نوفمبر 2004 وحتى عام 2008 عندما فقد تاجه لمشروع IBM آخر ، وهو Roadrunner. في تكوينه ، يحتوي Blue Gene / L في LLNL على 131،072 من معالجات IBM PowerPC تعمل بسرعة 700 ميجاهرتز ، ما مجموعه 49.1 تيرابايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، 1.89PB من مساحة تخزين القرص ، وأعلى أداء نظري يصل إلى 367 teraflops. حققت نسخة معززة أكثر من النظام في وقت سابق ذروة الأداء من 596 teraflops.
بالنسبة لجهاز كمبيوتر Blue Gene قوي للغاية آخر ، ويستند هذه المرة إلى Blue Gene / P ، راجع جهاز Jugene ، الذي كان في السابق أسرع كمبيوتر فائق في أوروبا.
Jaguar
نظرًا لموقعه في مختبر أوك ريدج الوطني ، كان هذا الكمبيوتر العملاق CRAY قادرًا على 1.64 petaflops. لقد مر Jaguar بالعديد من التكرارات ، وكان يستخدم بنية XT4 و XT5 من Cray مع معالجات AMD Opteron رباعية النوى. إنه يحتوي على أكثر من 180000 وحدة معالجة بإجمالي 362 تيرابايت من ذاكرة الوصول العشوائي و 10 PB من مساحة تخزين القرص. احتل Jaguar خزانة 284 ، وقسم XT5 وحده (200 خزانة) وهو كبير مثل ملعب كرة السلة NBA. مع أداء يزيد قليلاً عن petaflops واحد ، كان ثاني أسرع جهاز كمبيوتر في العالم في عام 2008.
IBM Roadrunner
تم تصميم IBM Roadrunner للوصول إلى 1.7 بيتا فلوب وفي عام 2008 ، أصبح أسرع كمبيوتر في العالم. كان أول أجهزة الكمبيوتر العملاقة القادرة على الحفاظ على أداء متواصل petaflops 1. كان لديه 12،960 معالج IBM PowerXCell 8i يعمل بسرعة 3.2 جيجاهرتز و 6480 معالج AMD Opteron ثنائية النواة تعمل بسرعة 1.8 جيجاهرتز ، مما ينتج عنه ما مجموعه 130،464 قلب معالج. كما أن لديه أكثر من 100 تيرابايت من ذاكرة الوصول العشوائي. تم وضع الكمبيوتر العملاق Roadrunner في 296 خزينه واحتل 6000 قدم مربع (560 متر مربع) في مختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو.
مع عمر خمس سنوات فقط ، تم إغلاق IBM Roadrunner في مارس 2013 بسبب انخفاض كفاءة استخدام الطاقة.
وإذا كنت تعتقد أن هذه الكمبيوترات كانت مثيرة للإعجاب ، فقط انتظر بضع سنوات. في عام 2019 ، يشترك جهازان مبنيان على IBM في المرتبة الأولى في قائمة Supercomputers. يتم تثبيت Summit (قادر على 200 petaflops) و Sierra (قادر على 125 petaflops) على التوالي في مختبر أوك ريدج الوطني التابع لوزارة الطاقة ومختبر لورنس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا ، وتستخدم في مجالات متنوعة – علم المناخ وعلم الكونيات والطب والتنبؤ والتطبيقات في الإشراف على المخزون.