معماری سوپر کامپیوتر ها
روندهای معماری قرن 21

IBM Blue Gene معماری رایانه فوق‌العاده خنک شده با هوا از سرعت پردازنده برای مصرف کم‌تر انرژی استفاده می‌کند تا تعداد بیشتری از پردازنده‌ها را با با استفاده از تهویه معمولی هوا با دمای اتاق می‌توان استفاده کرد. [14][46]  سیستم نسل دوم Blue Gene/P دارای پردازنده‌ها با منطق ارتباط گره به گره یکپارچه است. این دستگاه با کارایی انرژی بالا، 371 MFLOPS/W را به دست می‌آورد. [48]
کامپیوتر K یک سیستم با پردازنده­های یکپارچه و حافظه توزیع شده، سیستم حافظه با معماری خوشه­ای خنک‌شده با آب است. این دستگاه از بیش از 80,000 پردازنده SPARC64 VIIIfx (هرکدام با 8 هسته) استفاده می‌کند، که تقریباً دو برابر هر سیستم دیگری بیش از 700,000 هسته دارد. این مجموعه از بیش از 800 کابینت تشکیل شده است، هرکدام دارای 96 گره محاسباتی (هرکدام با 16 گیگابایت حافظه) و 6 گره I/O. با وجود اینکه از توانایی بیشتری نسبت به پنج سیستم بعدی در لیست TOP500 برخوردار است، اما با نسبت توان به کارایی 824.56 MFLOPS/W، کمترین نسبت توان به عملکرد بین همه‌ی سیستم‌های فوق‌رایانه‌ای اصلی فعلی است. [50][51] سیستم جایگزین برای کامپیوتر K، با نام PRIMEHPC FX10 از همان ترکیب اتصالات توروس شش بعدی استفاده می‌کند، اما هنوز هر نود دارای یک پردازنده است. [52]
بر خلاف کامپیوتر K، سیستم Tianhe-1A از معماری هیبریدی استفاده می‌کند و پردازنده‌ها و GPUها را یکپارچه می‌کند. این سیستم از بیش از 14,000 پردازنده عمومی Xeon و بیش از 7,000 واحد پردازش گرافیکی عمومی (GPGPUs) Nvidia Tesla بر روی حدود 3,500 تیغه استفاده می‌کند. [53]  این دارای 112 کابینه‌ی کامپیوتر و 262 ترابایت حافظه توزیع شده است؛ 2 پتابایت از ذخیره‌سازی دیسک از طریق فایل‌های خوشه‌ای بر روی Lustre پیاده‌سازی شده است. Tianhe-1  از یک شبکه ارتباطی با سرعت بالای اختصاصی برای اتصال پردازنده­‌ها استفاده می‌کند. این شبکه ارتباطی اختصاصی بر پایه‌ی Infiniband QDR است که با پردازنده­های FeiTeng-1000 محصول چینی ارتقاء یافته است. در مورد روندهای معماری قرن 21این سیستم دو برابر سریع­تر از Infiniband ولی کم­تر از بعضی از اتصالات در سایر سوپرکامپیوترها است.
در سال ۲۰۱۱، IBM مشارکت خود را در پروژه Blue Waters petaflops در دانشگاه ایلینوی پایان داد. معماری Blue Waters بر پایه پردازنده IBM POWER7 بود و قرار بود دارای ۲۰۰٬۰۰۰ هسته با یک پتابایت حافظه جهانی قابل دسترس و ۱۰ پتابایت فضای دیسک باشد. هدف از دستیابی به یک پتافلوپ پایدار، انتخاب‌های طراحی بود که عملکرد هسته‌های تکی را بهینه می‌کرد و بنابراین تعداد کمتری از هسته‌ها را داشت. انتظار می‌رفت تعداد کمتری از هسته‌ها به بهبود عملکرد در برنامه‌هایی که به خوبی به تعداد زیادی از پردازنده‌ها مقیاس نمی‌کردند، کمک کند. معماری حافظه جهانی قابل دسترس هم به حل مشکلات آدرس حافظه به نحوی کارآمد هدفمند می‌پرداخت. انتظار می‌رفت Blue Waters حداقل با سرعت پایدار یک پتافلوپ اجرا شود و بر روی رویکرد ویژه خنک‌کننده آب برای مدیریت گرما تکیه می‌کرد. در چهار سال اول عملکرد، بنیاد علوم ملی حدود ۲۰۰ میلیون دلار بر پروژه هزینه کرد. پس از آن، IBM گره محاسباتی Power 775 را از فناوری این پروژه منتشر کرد، اما عملیاتا رویکرد Blue Waters را رها کرد.
سیستم Cyclops64 از رویکرد "سوپرکامپیوتر در یک تراشه" استفاده می‌کند و از استفاده از پردازنده‌های پراکنده بزرگ دوری می‌کند. [60][61]  هر تراشه Cyclops64 به صورت ۶۴ بیتی دارای ۸۰ پردازنده است و تمام سیستم از معماری حافظه‌ی گلوبال استفاده می‌کند. پردازنده‌ها از طریق یک سوییچ crossbar غیر داخلی مسدود نشده به یکدیگر متصل شده و از طریق حافظه گلوبال با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. در این معماری، حافظه نهان داده‌ها وجود ندارد، اما نیمی از هر بانک SRAM می‌تواند به عنوان حافظه scratchpad استفاده شود. [62]
این نوع معماری امکان پردازش موازی بدون ساختار را در یک سیستم حافظه غیر پیوسته به صورت پویا فراهم می‌کند اما برای نقش آفرینی بهینه الگوریتم‌های موازی بر روی یک سیستم با تعداد بسیاری هسته چالش‌ها ایجاد می‌کند. [61]