b'\n_START_ARTICLE_\nSuperarvuti\n_START_SECTION_\nRiistvara ja tarkvara superarvutites\n_START_PARAGRAPH_\nKohandatud protsessoreid kasutavad superarvutid saavutasid traditsiooniliselt suurema kiiruse \xc3\xbcle tavaarvutite innovaatiliste disainidega, mis lubasid neil teha mitut \xc3\xbclesannet paralleelselt. Tavaliselt on superarvutid spetsialiseeritud teatud t\xc3\xbc\xc3\xbcpi arvutustele, tavaliselt numbrilistele arvutustele, ning t\xc3\xa4nu sellele t\xc3\xb6\xc3\xb6tavad halvemini \xc3\xbcldisemate andmet\xc3\xb6\xc3\xb6tlus \xc3\xbclesannete puhul. Nende m\xc3\xa4lu hierarhia on v\xc3\xa4ga hoolikalt v\xc3\xa4lja t\xc3\xb6\xc3\xb6tatud, et tagada, et protsessor saaks pidevalt infot ja juhendeid \xe2\x80\x93 tegelikult, suur erinevus aeglasemate arvutite ja superarvutite vahel tuleneb m\xc3\xa4lu hierarhiast. Nende sisend/v\xc3\xa4ljund s\xc3\xbcsteemid on tavaliselt konstrueeritud toetama suurt ribalaiust ning latentsus ei ole nii t\xc3\xa4htis, sest superarvuteid ei kasutata transaktsiooniliseks andmet\xc3\xb6\xc3\xb6tluseks.\n_START_SECTION_\nT\xc3\xb6\xc3\xb6tlemistehnikad\n_START_PARAGRAPH_\nVektort\xc3\xb6\xc3\xb6tluse tehnikad olid esmalt arendatud superarvutitele ja edaspidi olid spetsiaalsetes k\xc3\xb5rgv\xc3\xb5imsusega programmides. Vektort\xc3\xb6\xc3\xb6tluse tehnikad on j\xc3\xb5udnud massina turule DSP arhitektuurina ja SIMD (Singe Instruction Multiple Data) t\xc3\xb6\xc3\xb6tlemisjuhenditena tavaarvutitele._NEWLINE_Eriti t\xc3\xa4nap\xc3\xa4eva videom\xc3\xa4ngukonsoolid kasutavad SIMD-d ja seet\xc3\xb5ttu m\xc3\xb5ned tootjad v\xc3\xa4idavad, et nende m\xc3\xa4ngumasinad on superarvutid. M\xc3\xb5nedel graafikakaartidel on arvutusv\xc3\xb5imsus isegi kuni m\xc3\xb5ni teraflops. Koht, kus seda v\xc3\xb5imsust kasutada saab, oli piiratud varase videot\xc3\xb6\xc3\xb6tluse iseloomu p\xc3\xa4rast. Videot\xc3\xb6\xc3\xb6tlus on arenenud, graafikaprotsessor (GPU ehk graphics processing unit) on edasi arenenud ning n\xc3\xbc\xc3\xbcd on nad kasulikumad tavaliste vektorprotsessoritena. Sellest on v\xc3\xa4lja arenenud t\xc3\xa4iesti uus arvutiteaduse alaliik: tavaotstarbeline arvutus graafikaprotsessoritel (GPGPU \xe2\x80\x93 General-Purpose Computing on Graphics Processing Unit).\n_START_SECTION_\nOperatsioonis\xc3\xbcsteemid\n_START_PARAGRAPH_\nT\xc3\xa4nap\xc3\xa4eval kasutavad superarvutid k\xc3\xb5ige enam Linuxi eri variante. 1980. aastate esimeses pooles ohverdasid superarvutid juhendite \xc3\xbchilduvuse ja koodi teisaldatavuse, et saada paremaid tulemusi (t\xc3\xb6\xc3\xb6tlus- ja m\xc3\xa4lu k\xc3\xa4ttesaamise kiirusi). Selle ajani olid superarvutitel enamasti v\xc3\xa4ga erinevad operatsioonis\xc3\xbcsteemid. Cray-1\'l \xc3\xbcksi oli v\xc3\xa4hemalt 6 erinevat operatsioonis\xc3\xbcsteemi, mis olid tavalisele arvutikogukonnale enamasti tundmatud. Samamoodi olid olemas erinevad ja mitte\xc3\xbchilduvad vektoriseerivad ning paralleeliseerivad kompilaatorid Fortranilt. Selline trend l\xc3\xb5ppes, kui loodi \xc3\xbchilduv juhendite komplekt Cray-1 ja Cray X-MP vahel ja v\xc3\xb5eti kasutusele sellised arvutis\xc3\xbcsteemid nagu Cray\' Unicos v\xc3\xb5i Linux.\n_START_SECTION_\nProgrammeerimine\n_START_PARAGRAPH_\nParalleelse arhitektuuri t\xc3\xb5ttu superarvutites kasutati tihti spetsiaalseid programmeerimistehnikaid, et kasutada \xc3\xa4ra superarvutite kiirust. Baaskeel superarvutite jaoks on \xc3\xbcldiselt Fortran v\xc3\xb5i C, kasutades spetsiaalseid teeke, et jagada infot s\xc3\xb5lmede vahel. K\xc3\xb5ige tavalisemal juhul, keskkonnad nagu PVM ja MPI, olid kasutuses l\xc3\xb5dvalt \xc3\xbchendatud klastrite vahel ja OpenMP tihedalt koordineeritud jagatud m\xc3\xa4luga masinates. M\xc3\xa4rkimisv\xc3\xa4\xc3\xa4rseid j\xc3\xb5upingutusi on vaja teha, et optimeerida probleem antud \xc3\xbchenduste iseloomu jaoks, millel arvuti jooksma hakkab. Eesm\xc3\xa4rk on hoida \xc3\xa4ra v\xc3\xb5imalus, et m\xc3\xb5ni protsessor kulutab aega andmetele teistest s\xc3\xb5lmedest. Uued massiivselt paralleelsed GPGPU-d omavad sadasid protsessorituumi ja on programmeeritud kasutades programmeerimismudeleid nagu CUDA ja OpenCL.\n_START_SECTION_\nSuperarvuti kiiruste m\xc3\xb5\xc3\xb5tmine\n_START_PARAGRAPH_\n\xc3\x9cldiselt kasutatakse superarvuti kiiruse m\xc3\xb5\xc3\xb5tmiseks \xc3\xbchikut "FLOPS" (Floating Point Operations Per Second ehk ujuvkoma arvutuste arv sekundis). Kiiruse m\xc3\xb5\xc3\xb5tmiseks kasutatakse \xc3\xbcldiselt j\xc3\xb5udlustesti LINPACK, kus tuleb arvutil lahendada tihe lineaarv\xc3\xb5rrandite s\xc3\xbcsteem.\n_START_SECTION_\nTOP500 nimekiri\n_START_PARAGRAPH_\n1993. aastast alates on superarvutid pandud j\xc3\xa4rjekorda nende LINPACK-j\xc3\xb5udlustesti tulemuste alusel ja avaldatud TOP500 nimekirjas. Kuna LINPACK n\xc3\xa4itab vaid \xc3\xbchte sorti arvutuste kiirust, ei pruugi see nimekiri olla t\xc3\xa4pne, kuid tihti nimetatakse kiireimaks hetke superarvutiks just seda nimekirja juhtivat superarvutit.\n_START_SECTION_\nHetke kiireimad superarvutid\n_START_PARAGRAPH_\nJack Dongarra on v\xc3\xa4itnud, et Tianhe-1A superarvuti Hiina Rahvuslikus Superarvutuskeskuses Tianjinis on 1,4 korda kiirem kui AMD-Opteronil p\xc3\xb5hinev Cray XT5 Jaguar. Nvidia v\xc3\xa4idab, et Tianhe-1A on saavutanud t\xc3\xb6\xc3\xb6tlemiskiiruse 2,507 petaflops LINPACK\'i j\xc3\xb5udlustestis. Tianhe-1A koosneb 14336 Intel Xeon Protsessorist ja 7168 Nvidia Tesla M2050 GPU\'st koos uute Hiinast p\xc3\xa4rit \xc3\xbchendustega. Tianhe-1A asub 103 korpuses, kaalub 155 tonni ja tarvitab 4,04 megavatti elektrit. Eelmine kiirem superarvuti Cray XT5 Jaguar on saavutanud kiiruse 1,759 petaflops\'i._NEWLINE_Ettev\xc3\xb5tte Fujitsu ja Jaapanis paikneva RIKEN-i instituudi teadlaste loodud superarvuti K Computer saavutas aga 2011. aastal kiiruseks juba 8,162 petafloppi ning kukutas sellega hiinlaste superarvuti maailmas teisele kohale. K Computeri kokkupanekut alustati 2010. aasta oktoobris ja plaanide kohaselt peaks superarvuti valmis olema 2012. aasta juunikuuks. Fujitsu ja RIKENi pressiteate kohaselt koosneb superarvuti 672 arvutikapist, milles on kokku 68 544 keskprotsessorit.\n_START_SECTION_\nOmamoodi superarvutid\n_START_PARAGRAPH_\nM\xc3\xb5ned v\xc3\xa4ga suuremahulised hajuss\xc3\xbcsteemid, mis on ehitatud probleemide jaoks, mida on v\xc3\xa4ga lihtne paralleelselt erinevate masinate vahel lahendada, viivad klastris superarvutamise m\xc3\xb5iste \xc3\xa4\xc3\xa4rmusteni. K\xc3\xb5ige kiirem klaster, Folding@home, on detsembri 2009 seisuga saavutanud arvutusv\xc3\xb5imsuse 7,8 petaflopsi. Sellest 2,3 petaflopsi andsid arvutid, mis kasutasid NVIDIA GeForce GPU-sid, AMD GPU-sid v\xc3\xb5i PlayStation 3 s\xc3\xbcsteeme ja \xc3\xbclej\xc3\xa4\xc3\xa4nud 5,1 petaflopsi tuli nende hiljuti v\xc3\xa4ljalastud GPU2 kliendist._NEWLINE_\xc3\x9cks teine hajuss\xc3\xbcsteemarvutuse projekt on BOINC platvorm, mis majutab nii m\xc3\xb5ndagi hajuss\xc3\xbcsteemarvutuste projekti. 2010. aasta aprilli seisuga on BOINC saavutanud arvutusv\xc3\xb5imsuse \xc3\xbcle 5 petaflopsi l\xc3\xa4bi 580\xc2\xa0000 aktiivse v\xc3\xb5rgus oleva arvuti. K\xc3\xb5ige aktiivsem projekt (m\xc3\xb5\xc3\xb5detuna arvutusv\xc3\xb5imsuse j\xc3\xa4rgi) BOINC-is on MilkyWay@home, mille v\xc3\xb5imsuseks on teatatud 1,4 petaflopsi 30\xc2\xa0000 aktiivse arvuti kaudu._NEWLINE_Aprill 2010 seisuga on GIMPS-i Mersenne\'i algarvude otsing saavutas umbes 45 teraflopsi._NEWLINE_Ka Google\'i otsingumootori s\xc3\xbcsteem on "omamoodi superarvuti", mille arvutusv\xc3\xb5imsus j\xc3\xa4i aprilli 2004 seisuga hinnanguliselt 126 ja 316 teraflopsi vahele. Juunis 2006 hindas New York Times Googleplexi ja selle serveriparkide serverite hulgaks 450\xc2\xa0000. Mai 2008 hinnati Google\'i arvutusv\xc3\xb5imsuseks 20\xe2\x80\x93100 petaflopsi._NEWLINE_PlayStation 3 "Gravity Grid" kasutab v\xc3\xb5rku, mis koosneb 16 masinast ja kasutab \xc3\xa4ra Cell protsessorit t\xc3\xa4itmaks \xc3\xbclesandeid, milleks on astrof\xc3\xbc\xc3\xbcsikalised simulatsioonid suurtest supermassiivsetest mustadest aukudest, mis neelavad v\xc3\xa4iksemaid kompaktseid objekte. Celli protsessoril on p\xc3\xb5hiprotsessor ja 6 ujukoma-vektorprotsessorit, andes masinale v\xc3\xb5rgu, mis koosneb 16 tavaarvutist ja 96 vektorprotsessorist. See klaster ehitati 2007. aastal Dr. Guarav Khanna poolt ja seda toetas Sony Computer Entertainment; see on esimene PlayStation 3-dest koosnev klaster, mis andis numbrilisi tulemusi, mis avaldati teaduslikus kirjanduses.\n_START_SECTION_\nTeadust\xc3\xb6\xc3\xb6 ja arendus\n_START_PARAGRAPH_\nIBM arendab Cyclops64 arhitektuuri, millega loodetakse luua "superarvutit kiibil"._NEWLINE_Mais 2008 teatati NASA, SGI ja Inteli koost\xc3\xb6\xc3\xb6projektist ehitada 1-petaflopsine superarvuti Pleiades aastaks 2009 ning aastaks 2012 suurendada arvutusv\xc3\xb5imsus 10 petaflopsini. IBM ehitab Lawrence Livermore\'i Rahvuslaboratooriumisse 20-petaflopsist arvutit Sequoia, mis peaks t\xc3\xb6\xc3\xb6le hakkama aastal 2011._NEWLINE_Praegust arengukiirust arvestades peaksid superarvutite kiirused j\xc3\xb5udma exaflopsni (10\xc2\xb9\xe2\x81\xb8 flopsi) aastal 2019._NEWLINE_Erik P. DeBenedictis Sandia Rahvuslaboratooriumist arvab, et t\xc3\xa4ieliku ilmamodelleerimise jaoks, millega oleks v\xc3\xb5imalik t\xc3\xa4pselt ennustada kahe n\xc3\xa4dala ilma, on vaja zettaflopsist (10\xc2\xb2\xc2\xb9 flopsi) superarvutit. Praegust arengukiirust arvestades luuakse selline s\xc3\xbcsteem aasta 2030 paiku'