Πώς διαφέρει ο σούπερ υπολογιστής από τον κανονικό υπολογιστή;

Οι υπερυπολογιστές διαφέρουν από τους κανονικούς υπολογιστές (όπως οι επιτραπέζιοι υπολογιστές ή οι φορητοί υπολογιστές) σε διάφορες βασικές πτυχές:

1. Ισχύς επεξεργασίας: Αυτή είναι η πιο σημαντική διαφορά. Οι υπερυπολογιστές διαθέτουν εξαιρετικά ανώτερη ισχύ επεξεργασίας, που επιτυγχάνεται μέσω:

* μαζικός παραλληλισμός: Χρησιμοποιούν χιλιάδες ή ακόμα και εκατομμύρια επεξεργαστές που εργάζονται ταυτόχρονα σε διάφορα μέρη ενός προβλήματος, σε αντίθεση με τους κανονικούς υπολογιστές με μόνο έναν ή λίγους επεξεργαστές. Αυτό τους επιτρέπει να αντιμετωπίσουν τους απίστευτα πολύπλοκες υπολογισμούς πολύ πιο γρήγορα.

* Υψηλές ταχύτητες ρολογιού: Αν και όχι πάντα ο κυρίαρχος παράγοντας, οι υπερυπολογιστές συχνά χρησιμοποιούν επεξεργαστές με υψηλότερες ταχύτητες ρολογιών από τις τυπικές CPU, ενισχύοντας περαιτέρω τις δυνατότητες επεξεργασίας τους.

* εξειδικευμένοι επεξεργαστές: Μπορούν να χρησιμοποιούν εξειδικευμένους επεξεργαστές που έχουν σχεδιαστεί για συγκεκριμένες εργασίες, όπως GPUs (μονάδες επεξεργασίας γραφικών), οι οποίες υπερέχουν σε παράλληλους υπολογισμούς ή ακόμα και επεξεργαστές που έχουν σχεδιαστεί από προσαρμοσμένους επεξεργαστές για συγκεκριμένες επιστημονικές προσομοιώσεις.

2. Μνήμη και αποθήκευση:

* τεράστια χωρητικότητα μνήμης: Οι υπερυπολογιστές απαιτούν τεράστιες ποσότητες μνήμης RAM (μνήμη τυχαίας πρόσβασης) για να κρατήσουν τα τεράστια σύνολα δεδομένων που επεξεργάζονται. Οι κανονικοί υπολογιστές έχουν σχετικά περιορισμένη μνήμη RAM.

* διασυνδέσεις υψηλής ταχύτητας: Οι επεξεργαστές σε έναν υπερυπολογιστή πρέπει να επικοινωνούν μεταξύ τους απίστευτα γρήγορα. Αυτό απαιτεί εξειδικευμένες διασυνδέσεις υψηλής ταχύτητας (δίκτυα) που είναι πολύ ταχύτερα από αυτά που βρίσκονται σε κανονικούς υπολογιστές.

* Εκτεταμένη αποθήκευση: Χρειάζονται τεράστια χωρητικότητα αποθήκευσης (χρησιμοποιώντας πολλαπλούς σκληρούς δίσκους, SSD και εξειδικευμένα συστήματα αποθήκευσης) για να χειριστούν τα τεράστια σύνολα δεδομένων που δημιουργούνται και χρησιμοποιούνται στους υπολογισμούς τους.

3. Κόστος και κατανάλωση ενέργειας:

* Εξαιρετικά ακριβό: Η οικοδόμηση και η διατήρηση ενός υπερυπολογιστή είναι απίστευτα δαπανηρή λόγω του κόστους του υλικού, των εξειδικευμένων συστημάτων ψύξης και της κατανάλωσης υψηλής ενέργειας.

* ζήτηση υψηλής ενέργειας: Ο τεράστιος αριθμός των επεξεργαστών και οι λειτουργίες υψηλής ταχύτητας δημιουργούν πολλή θερμότητα, απαιτώντας σημαντική υποδομή ψύξης και κατά συνέπεια ένα μεγάλο ενεργειακό αποτύπωμα.

4. Σκοπός και Εφαρμογές:

* εξειδικευμένες εφαρμογές: Οι υπερυπολογιστές χρησιμοποιούνται για υπολογιστικά εντατικά καθήκοντα όπως:

* Πρόβλεψη καιρού

* Μοντελοποίηση του κλίματος

* Γονιδιωματική και ανακάλυψη φαρμάκων

* Προσομοίωση πυρηνικών όπλων

* Προσομοιώσεις αστροφυσικής

* Οικονομική μοντελοποίηση

* Τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση (ιδιαίτερα βαθιά μάθηση)

* Χρήση γενικής χρήσης: Οι κανονικοί υπολογιστές έχουν σχεδιαστεί για ένα ευρύ φάσμα καθηκόντων γενικής χρήσης, από την επεξεργασία κειμένου και την περιήγηση στο Web μέχρι την ανάπτυξη τυχερών παιχνιδιών και λογισμικού.

Εν ολίγοις: Ένας υπερυπολογιστής είναι μια εξαιρετικά εξειδικευμένη, μαζικά παράλληλη μηχανή σχεδιασμένη για εξαιρετικά πολύπλοκες υπολογισμούς που είναι πέρα από τις δυνατότητες ακόμη και των πιο ισχυρών κανονικών υπολογιστών. Ενώ ένας κανονικός υπολογιστής μπορεί να χειριστεί αποτελεσματικά τις καθημερινές εργασίες, ένας υπερυπολογιστής αντιμετωπίζει προβλήματα που απαιτούν τεράστια δυνατότητες επεξεργασίας και διαχείρισης δεδομένων.