Superdatamaskin

En superdatamaskin er en datamaskin som har vesentlig større regnekraft enn det som er vanlig for maskiner fra samme tidsepoke. Hva som er en superdatamaskin vil hele tiden variere med den rivende utviklingen innen teknologi og data. Anvendelse av superdatamaskiner omfatter for eksempel å beregne kaossystemer som de neste dagers værmeldinger, Koronavirus-modellering eller hvordan en tenkt brann brer seg i en oljeplattform.
Superdatamaskiner har mange bruksområder innen kjemi, fysikk, medisin, klima og geologi, samt kommersielle bruksområder som olje og gass, transport, bank og elektronikkindustrien. De norske nasjonale superdatamaskinen spilte en sentral rolle under Covid-19 pandemien, hvor Folkehelseinstituttet brukte maskinene for å beregne replikasjonsraten(R-tallet) og modellere smittepresset.
Sin tids første superdatamaskin må sies å være Charles Babbages «Analytical Engine» (siden den på sin tid var verdens eneste datamaskin), men begrepet Super Computing ble først brukt av New York World i 1920 for å klassifisere store tabulatorer IBM hadde produsert for Columbia university.
Superdatamaskiner på 1960 tallet var i hovedsak utviklet av Seymour Cray ved Control Data Corporation ( CDC ) inntil han forlot selskapet og dannet sitt eget selskap, Cray Research. Kommersielle superdatamaskiner ble utviklet tidlig på 1970-tallet da Seymor Cray introduserte Cray 1. I ettertid har stadig nyere og kraftigere datamaskiner blitt utviklet der andre aktører også har deltatt som for eksempel IBM, NEC, Texas Instruments og UNISYS. 1980-årene var preget av mange aktører parallelt med den nye minidatamaskinen som oppsto i det forrige tiåret, men mange av disse aktørene forsvant på midten av 1990-årene. Utvikling av produksjonsmetoder for Halvledere har ført til en stadig større akselerasjon av regnekraft, og muligheter for hvor store eller komplekse Modeller man kan simulere.
Standard-testen for regnekraft i superdatamaskiner kalles «Linpack». Hvert kvartal utgir Top500-prosjektet en liste over verdens raskeste datamaskiner, beregnet etter ytelse på «Linpack»-testen. Listen kan hentes på Top500 nettstedet.
Regnekraften i superdatamaskiner oppgis som FLOPS, av det engelske uttrykket Floating Point Operations Per Second (flyttallsoperasjoner per sekund). En kraftig hjemmedatamaskin ytte i 2022 omtrent 100 Giga FLOPS (GFlops), dvs. 100 milliarder FLOPS.
Per februar 2022 var verdens raskeste datamaskin Fugaku som har oppnådd en maksimumsytelse på 442 Petaflops, dvs. 442 millioner milliarder FLOPS. For å illustrere hvor raskt utviklingen går så kan det nevnes at dette er nesten tusen ganger så kraftig som maskinen som toppet listen i 2007, en IBM Blue Gene/L som oppnådde 478 TeraFLOPS (TFlops).
Norge har superdatamaskiner på nasjonalt nivå, anskaffet og eiet av Sigma2, et selskap opprettet av Norges forskningsråd og de fire eldste universitetene Universitetet i Bergen, Universitetet i Oslo, Universitetet i Tromsø – Norges arktiske universitet og Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet. Drift og tjenestetilbud er organisert i samarbeid mellom Sigma2 og de samme universitetene, også kalt Norwegian research infrastructure services(NRIS).
For øyeblikket (2022) er Betzy lokalisert ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Norges raskeste akademiske datamaskin. Den er en superdatamaskin med 1.344 noder (172.032 prosessorkjerner) og en teoretisk ytelse på 6.2 PetaFlops. Betzy er designet for høyparallellitet med Infiniband HDR 100 nettverkskoblinger i en Dragonfly+ topologi, og hvor 95% av komponentene i maskinen er vannkjølt for gjenbruk av energien på Ntnu. Betzy hadde 55 plass på TOP500 listen i juni 2020.
Sigma2 opererer gjennom NRIS også maskinen Fram, lokalisert ved Universitetet i Tromsø – Norges arktiske universitet, med 1006 noder (32.256 prosessorkjerner) og 1.1 PetaFlops/s ytelse, samt Saga som også er lokalisert ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet med 364 noder (16.064 prosessorkjerner) som yter 645 TeraFlops.
Alle disse supercomputerne har GNU/Linux som operativsystem og bruker Slurm Workload Manager køsystem for å organisere og distribuere jobber på maskinene. En maskin ved Statoil innehar nr. 322 på TOP500 listen fra november 2007, med en Linpack rating på 7495 GFlops.
Pr november 2022 var Linux det suverent mest brukte operativsystemet på verdens superdatamaskiner hvor alle 500 maskinene på Top500 listen hadde Linux.