Siêu máy tính là gì? 10 siêu máy tính hàng đầu thế giới

Thật dễ dàng để quên rằng công nghệ phát triển nhanh như thế nào. Chỉ hơn 50 năm trước, con người lần đầu tiên đặt chân lên mặt trăng bằng cách sử dụng công nghệ yếu một cách nực cười so với tiêu chuẩn ngày nay. Trên thực tế, điện thoại của bạn đã mạnh hơn hàng triệu lần so với tất cả sức mạnh tính toán tổng hợp của NASA được sử dụng cho sứ mệnh Apollo 11 vào năm 1969.

Mọi thứ đã thay đổi nhanh đến mức giờ đây chúng ta có những siêu máy tính giúp chúng ta hiểu thế giới, sắp xếp dữ liệu và làm việc nhanh hơn bao giờ hết. Hãy cùng tìm hiểu siêu máy tính là gì, tại sao chúng lại là một vấn đề lớn và chúng được sử dụng để làm gì.

Siêu máy tính là gì?

Một siêu máy tính thực hiện chức năng lưu trữ và xử lý dữ liệu giống như một máy tính cá nhân thông thường, nhưng với quy mô lớn đến mức khó có thể tưởng tượng được. Bên trong siêu máy tính là một số cụm đơn vị xử lý giúp thực hiện các hoạt động nhanh hơn một triệu lần so với máy tính xách tay hoặc máy tính để bàn trung bình của bạn.

Trong khi các máy tính cũ hơn được đo bằng IPS (hướng dẫn mỗi giây), siêu máy tính được đo bằng FLOPS (các phép toán dấu phẩy động trên giây). Con số này càng cao thì siêu máy tính càng mạnh.

Tại thời điểm viết bài, siêu máy tính nhanh nhất thế giới là Frontier, được phát triển bởi Hewlett Packard Enterprise, đặt tại Tennessee, Hoa Kỳ. Siêu máy tính này có giá khổng lồ 600 triệu USD và mỗi chiếc trong số 74 tủ của nó nặng 8.000 pound.

Vào năm 2022, nó đã soán ngôi siêu máy tính Fugaku của Nhật Bản, công ty trước đó đã giữ danh hiệu này. Frontier là siêu máy tính exascale đầu tiên trên thế giới, có nghĩa là nó có thể tính toán một phần nghìn tỷ phép tính dấu phẩy động (còn gọi là exaflops hoặc EFLOPS) mỗi giây.

Để tham khảo, chip M1 Ultra mạnh nhất của Apple có tốc độ khoảng 21 teraflop hoặc TFLOPS (một nghìn tỷ FLOPS). Và trong khi điều đó thật ấn tượng, bạn sẽ ngạc nhiên khi biết siêu máy tính Earth Simulator của tập đoàn công nghệ khổng lồ NEC của Nhật Bản đã đạt tốc độ khoảng 36 teraflop vào năm 2002!

Siêu máy tính được sử dụng để làm gì?

Chúng tôi đã chứng minh rằng siêu máy tính rất nhanh, nhưng chúng thực sự làm được gì? Chúng mang lại lợi ích gì trong thế giới thực? Vâng, siêu máy tính có thể được sử dụng trong bất kỳ lĩnh vực nào yêu cầu xử lý một lượng lớn dữ liệu. Dưới đây là một số ví dụ:

1. Dự báo thời tiết

Có lẽ ứng dụng đơn giản nhất của siêu máy tính là cải thiện độ chính xác của các dự báo thời tiết. Bằng cách thu thập và xử lý nhiều dữ liệu thời tiết hơn và xem xét độ chính xác của các dự đoán trong quá khứ, siêu máy tính giúp chúng ta dự đoán thời tiết chính xác và nhanh chóng hơn.

Là một sản phẩm phụ, siêu máy tính cũng có thể giúp chúng ta hiểu tác động của biến đổi khí hậu và tìm ra cách để làm chậm nó. Chúng tôi biết Microsoft đang xây dựng một siêu máy tính cho mục đích tương tự với khoản đầu tư hàng tỷ bảng Anh từ chính phủ Vương quốc Anh.

2. Chạy mô phỏng

Chạy mô phỏng là một cách tuyệt vời để dự đoán kết quả của một hoạt động mà không thực sự thực hiện nó. Ví dụ, chạy mô phỏng máy bay giúp hiểu được lực cản của khí quyển và tạo ra nhiều thiết kế khí động học hơn. Điều này giúp máy bay an toàn hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn.

Một ví dụ khác là chạy mô phỏng các vụ thử hạt nhân và tiến hành các thí nghiệm và trình diễn để sử dụng trong quân sự. Các thử nghiệm có thể được thực hiện trong một mô phỏng nếu không sẽ phải được thực hiện với thiết bị thực có chi phí cao hơn nhiều lần.

3. Nghiên cứu khoa học

Các nhà khoa học thường làm việc với khối lượng lớn dữ liệu và siêu máy tính giúp công việc dễ dàng hơn bằng cách cung cấp kết quả nhanh hơn. Vào năm 2020, giữa đại dịch COVID-19, Hội nghị thượng đỉnh về siêu máy tính của IBM đã giúp chống lại virus bằng cách cho phép các nhà nghiên cứu “chạy một số lượng lớn các phép tính trong dịch tễ học, tin sinh học và mô hình phân tử.”

Siêu máy tính cũng rất hữu ích đối với các nhà khoa học NASA trong việc “mô phỏng chuyển động của các khối khí và nước xung quanh hành tinh để nghiên cứu khí hậu Trái đất, tìm kiếm các hành tinh ngoài hành tinh, nghiên cứu hành vi của các lỗ đen hoặc thiết kế các phương tiện hàng không hoặc hàng không vũ trụ.”

Một siêu máy tính trong túi của bạn

Bạn có thể biết về Định luật Moore nổi tiếng. Nó nói rằng máy tính tăng gấp đôi tốc độ sau mỗi hai năm, dẫn đến tốc độ tăng trưởng theo cấp số nhân trong khả năng xử lý của chúng, cho phép chúng ta thực hiện các nhiệm vụ ngày càng đòi hỏi cao mà trước đây tưởng chừng là không thể.

Chỉ một thập kỷ trước, các khái niệm như thực tế ảo, trò chơi điện toán đám mây, metaverse và nhiều khái niệm khác chỉ giới hạn trong trí tưởng tượng của một số chuyên gia và chuyên gia về máy tính.

Ngày nay, chúng tôi đang trên đường biến tất cả những điều này thành hiện thực khi máy móc của chúng tôi trở nên tiên tiến hơn bao giờ hết. May mắn thay, bạn không cần phải là một chuyên gia để có thể tận dụng lợi thế của công nghệ. Nó sẽ là một phần trong cuộc sống của bạn trước khi bạn biết điều đó.