Siêu máy tính là gì? Sức mạnh tính toán vượt trội, ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực

Mặc dù khái niệm siêu máy tính là gì không phải là mới, nhưng trong thời kỳ của chúng ta, vai trò và tầm quan trọng của chúng đã trở nên lớn mạnh và đa dạng hơn bao giờ hết. Cùng với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ, siêu máy tính không chỉ là công cụ tính toán mạnh mẽ mà còn là nguồn động viên cho sự đổi mới và sáng tạo trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Hãy cùng nhau đào sâu để hiểu rõ hơn về sức mạnh và tiềm năng của siêu máy tính là gì trong thế giới hiện đại của chúng ta nhé!

1. Siêu máy tính là gì?

Siêu máy tính, mặc dù thuộc dạng máy tính, nhưng nó khác biệt hoàn toàn so với các máy tính thông thường bạn sử dụng hàng ngày. Được thiết kế với kích thước khổng lồ, siêu máy tính đồng thời sở hữu sức mạnh tính toán vô song, có khả năng xử lý cao gấp hàng triệu lần so với máy tính thông thường.

Hiện nay, hiệu suất của siêu máy tính được đo bằng tốc độ xử lý hàng nghìn Teraflop (1 Teraflop tương đương với một nghìn tỉ phép tính trên giây), một con số ấn tượng khi so sánh với tổng tốc độ xử lý của 6000 máy tính hiện đại nhất hiện nay khi kết hợp lại. Điều này làm nổi bật sự ưu việt và khả năng vượt trội của siêu máy tính trong việc thực hiện các tác vụ tính toán phức tạp và quy mô lớn.

Máy tính thông thường ngày nay thường tuân theo nguyên tắc xử lý tuần tự, thực hiện quy trình từ việc thu nhập thông tin (dữ liệu) qua quá trình đầu vào, lưu trữ và xử lý dữ liệu, sau đó sản sinh đầu ra (kết quả). Trái ngược với điều này, siêu máy tính hoạt động theo cách hoàn toàn khác, áp dụng nguyên lý xử lý song song trong đó có khả năng thực hiện nhiều tác vụ đồng thời. Điều này mang lại khả năng xử lý đồng thời và hiệu suất cao, tối ưu hóa quá trình làm việc và giảm thời gian cần thiết cho các nhiệm vụ phức tạp.

Tuy nhiên, để thực hiện xử lý song song hiệu quả, siêu máy tính thường bao gồm một tập hợp lớn máy tính được tổng hợp lại. Điều này giúp chúng có khả năng xử lý nhiều công việc đồng thời một cách hiệu quả, nhưng cũng làm tăng kích thước tổng thể của chúng lên một quy mô lớn.

2. Lịch sử của siêu máy tính

Siêu máy tính đầu tiên xuất hiện là ENIAC, ra mắt vào ngày 15 tháng 2 năm 1946. Sau đó, trong vòng 3 năm, máy tính điện đầu tiên được phát triển bởi John Mauchly và J. Presper Eckert, có chiều dài khoảng 25m và trọng lượng lên đến 30 tấn.

Năm 1953, IBM giới thiệu máy tính lớn đầu tiên của họ, gọi là IBM 701, bán khoảng 20 máy cho nhiều tổ chức chính phủ và quân đội. Tiếp theo, năm 1956, IBM phát triển siêu máy tính Stretch cho Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos. Cho đến năm 1964, nó vẫn giữ danh hiệu máy tính nhanh nhất thế giới cho đến khi CDC6600 ra mắt, có khả năng giải quyết 3 triệu phép tính mỗi giây.

Trong giai đoạn 1960 - 1970, nhiều siêu máy tính nổi bật như Hệ thống Nghiên cứu Nguyên tử Livermore (LARC), IBM 7030 Stretch, và máy tính Atlas của Đại học Manchester. Chúng chủ yếu phục vụ cho các lĩnh vực như dự báo thời tiết, nghiên cứu khí động lực học, cũng như trong sản xuất ô tô, máy bay và tên lửa vũ trụ.

Giai đoạn từ năm 1980 đến 2000 đánh dấu sự phát triển mạnh mẽ của siêu máy tính, tập trung vào việc tìm kiếm xác suất, phát triển mô hình phóng xạ, và ứng dụng giả lập 3D. Tiếp theo, trong giai đoạn sau đó, trí tuệ nhân tạo (AI) đã trở thành một yếu tố quan trọng, được tích hợp vào nhiều lĩnh vực, kể cả quân sự như trong lĩnh vực hạt nhân và mã hoá. Các siêu máy tính hàng đầu thế giới hiện nay tập trung tại các quốc gia như Mỹ, Liên minh châu Âu, Nhật Bản và Trung Quốc. Trong đó, Mỹ và Trung Quốc đang dẫn đầu trong cuộc đua về sự nghiên cứu và phát triển.

Sunway TaihuLight của Trung Quốc đã giữ vị trí siêu máy tính mạnh nhất thế giới vào năm 2016, với tốc độ đạt 93 petaflop. Tuy nhiên, Mỹ đã chiếm lại ngôi vị này vào năm trước với IBM Summit, với tốc độ lên đến 200 petaflop (mỗi petaflop thực hiện một nghìn tỷ phép tính mỗi giây).

3. Tầm quan trọng của siêu máy tính

Sau khi tìm hiểu rõ về khái niệm và lịch sử hình thành của siêu máy tính là gì, chúng ta cùng tìm hiểu tiếp về tầm quan trọng của siêu máy tính thông qua nội dung sau đây nhé!

Siêu máy tính đã được tích hợp rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học, từ dự báo thời tiết đến nghiên cứu về khí hậu. Theo chuyên gia Chris Woodford của Explainthatstuff, trên lý thuyết, một siêu máy tính có khả năng được áp dụng cho mọi lĩnh vực. Ông Woodford mô tả rằng "Siêu máy tính có thể được xem như biểu tượng mới của sức mạnh công nghệ", với khả năng tiềm ẩn to lớn và sự ảnh hưởng đặc biệt trong các lĩnh vực khoa học và nghiên cứu.

Theo John Kelly, Phó Chủ tịch cấp cao về Nghiên cứu và Giải pháp Nhận thức tại IBM, sự kiểm soát về công nghệ sẽ thuộc về những người nắm giữ siêu máy tính mạnh mẽ hơn. Đối với ông, khả năng của siêu máy tính cung cấp khả năng mô hình hóa và mô phỏng hiện tại để dự đoán tương lai, đồng thời khám phá những khía cạnh mới trong lĩnh vực y tế, chăm sóc sức khỏe, khoa học, và vật liệu, mang lại những hiểu biết mới và tiến bộ đột phá.

4. Siêu máy tính có những loại nào?

4.1. Loại thứ nhất: Điện toán tập trung

Kiểu điện toán tập trung (Computer Cluster) là một loại siêu máy tính mà hệ thống bao gồm nhiều CPU được đặt gần nhau. Thông thường, các CPU này được tích hợp trong nhiều máy tính giống nhau, tạo nên một mạng lưới chung. Cộng đồng khoa học máy tính thường xem xét kiểu điện toán tập trung này như là một siêu máy tính duy nhất. Thực tế, loại siêu máy tính này chiếm một tỷ lệ lớn, với hơn 80% tổng số siêu máy tính trên toàn thế giới thuộc về kiểu điện toán tập trung.

4.2. Loại thứ hai: Mô hình phân tán

Bằng cách kết nối nhiều máy tính nhỏ đặt ở các vị trí địa lý khác nhau, hệ thống này tạo ra một mạng lưới trong đó các máy tính này được giao tiếp thông qua một máy chủ chính, thường được gọi là Control Node. Nhiệm vụ quan trọng của Control Node là quản lý và phân phối công việc cho từng máy tính con để chúng có thể thực hiện xử lý. Điều này tạo ra một mô hình phân tán, cho phép tận dụng sức mạnh tính toán của nhiều máy tính đồng thời để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp.

5. Tạm kết

Tóm lại, trong bài viết này, chúng ta đã cùng nhau khám phá khái niệm siêu máy tính là gì và những tiến bộ đáng chú ý mà lĩnh vực này đang chứng kiến. Từ những ứng dụng trong nghiên cứu đến sự lan rộng vào cuộc sống hàng ngày, siêu máy tính đang mở ra những triển vọng mới đầy hứa hẹn. Mặc dù còn nhiều thách thức phải vượt qua, nhưng hi vọng và tiềm năng của siêu máy tính hứa hẹn sẽ tiếp tục định hình tương lai, góp phần quan trọng vào sự phát triển toàn diện của xã hội và khoa học.

Bài viết vừa rồi đã giúp chúng ta cùng khám phá và hiểu rõ hơn về khái niệm siêu máy tính là gì, hy vọng rằng bài viết đã mang lại cho bạn những hiểu biết mới và ý thức về tầm quan trọng của nó trong thế giới hiện đại. Nếu thấy hữu ích, bạn có thể chia sẻ bài viết này đến người thân và bạn bè của mình nhé! Cảm ơn các bạn đã đọc và hẹn gặp lại ở những bài viết tiếp theo.

Xem thêm: 

• Máy tính là gì? Các thành phần cơ bản cấu tạo nên máy tính cực chi tiết và dễ hiểu
• TOP 5 laptop lai máy tính bảng 2023: Tận hưởng công nghệ đỉnh cao và tiện lợi
• Clean code là gì? Những lợi ích của việc clean code bạn nên biết

Bạn đang tìm kiếm một chiếc laptop để phục vụ cho nhu cầu học tập, làm việc hay giải trí? Bạn muốn sở hữu một chiếc laptop có cấu hình mạnh mẽ, đáp ứng mọi nhu cầu của bạn? Hãy đến ngay FPT Shop để sắm ngay một chiếc laptop chính hãng, chất lượng cao với mức giá ưu đãi. 

Laptop giá tốt