Supercomputer architecture
1960 کی دہائی میں ابتدائی نظام متعارف ہونے کے بعد سے سپر کمپیوٹر فن تعمیر کے نقطہ نظر نے ڈرامائی موڑ لیے ہیں۔ سیمور کری کے ابتدائی سپر کمپیوٹر آرکیٹیکچرز اعلی کمپیوٹیشنل چوٹی کی کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے کمپیکٹ جدید ڈیزائن اور مقامی متوازی پر انحصار کرتے تھے۔ تاہم، وقت کے ساتھ ساتھ کمپیوٹیشنل طاقت میں اضافے کی مانگ نے بڑے پیمانے پر متوازی نظاموں کے دور کا آغاز کیا۔ اگرچہ 1970 کی دہائی کے سپر کمپیوٹرز صرف چند پروسیسرز استعمال کرتے تھے، 1990 کی دہائی میں ہزاروں پروسیسرز والی مشینیں نمودار ہونا شروع ہوئیں اور 20 ویں صدی کے آخر تک، بڑے پیمانے پر متوازی سپر کمپیوٹرز دسیوں ہزار تجارتی آف دی شیلف پروسیسرز کے ساتھ معمول تھے۔ اکیسویں صدی کے سپر کمپیوٹر تیز کنکشن کے ذریعے جڑے 100,000 سے زیادہ پروسیسرز (کچھ گرافک یونٹ ہیں) استعمال کر سکتے ہیں۔ دہائیوں کے دوران، زیادہ تر مرکزی سپر کمپیوٹرز کے لیے حرارت کی کثافت کا انتظام ایک اہم مسئلہ رہا ہے۔ کسی نظام سے پیدا ہونے والی گرمی کی بڑی مقدار کے دوسرے اثرات بھی ہو سکتے ہیں، جیسے کہ نظام کے دیگر اجزاء کی عمر کو کم کرنا۔ نظام کے ذریعے فلورینرٹ کو پمپ کرنے سے لے کر ہائبرڈ مائع ہوا کولنگ سسٹم یا عام ایئر کنڈیشنگ درجہ حرارت کے ساتھ ہوا کولنگ تک گرمی کے انتظام کے متنوع طریقے رہے ہیں۔ پروسیسرز کی بڑی تعداد والے نظام عام طور پر دو راستوں میں سے ایک راستہ اختیار کرتے ہیں: ایک نقطہ نظر میں، مثال کے طور پر، گرڈ کمپیوٹنگ میں تقسیم شدہ، متنوع انتظامی ڈومینز میں بڑی تعداد میں کمپیوٹرز کی پروسیسنگ پاور، جب بھی کمپیوٹر دستیاب ہوتا ہے موقع پر استعمال ہوتا ہے۔ ایک اور نقطہ نظر میں، پروسیسرز کی ایک بڑی تعداد ایک دوسرے کے قریب قریب استعمال ہوتی ہے، مثال کے طور پر، کمپیوٹر کلسٹر میں۔ اس طرح کے مرکزی بڑے پیمانے پر متوازی نظام میں انٹر کنیکٹ کی رفتار اور لچک بہت اہم ہو جاتی ہے، اور جدید سپر کمپیوٹرز نے بہتر انفینی بینڈ سسٹم سے لے کر تین جہتی ٹورس انٹر کنیکٹس تک مختلف طریقوں کا استعمال کیا ہے۔ سیاق و سباق اور جائزہ 1960 کی دہائی کے آخر سے سپر کمپیوٹرز کی طاقت اور پھیلاؤ میں اضافہ ڈرامائی رہا ہے، اور ان نظاموں کی بنیادی تعمیراتی سمتوں نے اہم موڑ لیے ہیں۔ اگرچہ ابتدائی سپر کمپیوٹرز قریب سے منسلک پروسیسرز کی ایک چھوٹی سی تعداد پر انحصار کرتے تھے جو مشترکہ میموری تک رسائی حاصل کرتے تھے، 21 ویں صدی کے سپر کمپیوٹرز تیز نیٹ ورک سے منسلک 100,000 سے زیادہ پروسیسرز کا استعمال کرتے ہیں۔ دہائیوں کے دوران، زیادہ تر مرکزی سپر کمپیوٹرز کے لیے حرارت کی کثافت کا انتظام ایک اہم مسئلہ رہا ہے۔ سیمور کری کا "گیٹ دی ہیٹ آؤٹ" موٹو ان کے ڈیزائن کے فلسفے کا مرکز تھا اور سپر کمپیوٹر آرکیٹیکچرز میں ایک اہم مسئلہ بنا ہوا ہے، مثال کے طور پر، بلیو واٹرس جیسے بڑے پیمانے کے تجربات میں۔ کسی نظام سے پیدا ہونے والی گرمی کی بڑی مقدار کے دوسرے اثرات بھی ہو سکتے ہیں، جیسے کہ نظام کے دیگر اجزاء کی عمر کو کم کرنا۔ حرارت کے انتظام کے لیے متنوع نقطہ نظر رہے ہیں، مثال کے طور پر، کری 2 نے نظام کے ذریعے فلورینرٹ کو پمپ کیا، جبکہ سسٹم ایکس نے ہائبرڈ مائع ہوا کولنگ سسٹم کا استعمال کیا اور بلیو جین/پی عام ایئر کنڈیشنگ درجہ حرارت کے ساتھ ہوا سے ٹھنڈا ہوتا ہے۔ ایکواسر سپر کمپیوٹر کی گرمی یونیورسٹی کیمپس کو گرم کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ سپر کمپیوٹر کے ذریعہ پیدا ہونے والی حرارت کی کثافت کا نظام میں استعمال ہونے والے پروسیسر کی قسم پر براہ راست انحصار ہوتا ہے، زیادہ طاقتور پروسیسرز عام طور پر زیادہ گرمی پیدا کرتے ہیں، اسی طرح کی بنیادی سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجیز کو دیکھتے ہوئے۔ اگرچہ ابتدائی سپر کمپیوٹرز کچھ تیز، قریب سے پیک شدہ پروسیسرز کا استعمال کرتے تھے جنہوں نے مقامی متوازی کا فائدہ اٹھایا (مثال کے طور پر، پائپ لائننگ اور ویکٹر پروسیسنگ)، وقت کے ساتھ پروسیسرز کی تعداد میں اضافہ ہوا، اور کمپیوٹنگ نوڈس کو مزید دور رکھا جا سکتا تھا، مثال کے طور پر، کمپیوٹر کلسٹر میں، یا جغرافیائی طور پر گرڈ کمپیوٹنگ میں منتشر کیا جا سکتا ہے۔ جیسے جیسے سپر کمپیوٹر میں پروسیسرز کی تعداد بڑھتی جاتی ہے، "اجزاء کی ناکامی کی شرح" ایک سنگین مسئلہ بننے لگتی ہے۔ اگر ایک سپر کمپیوٹر ہزاروں نوڈس استعمال کرتا ہے، جن میں سے ہر ایک سال میں اوسطا ایک بار ناکام ہو سکتا ہے، تو نظام کو ہر روز کئی نوڈس کی ناکامیوں کا سامنا کرنا پڑے گا۔ جیسے جیسے جنرل پرپز گرافک پروسیسرز (جی پی جی پی یوز) کی قیمت/کارکردگی میں بہتری آئی ہے، تیانھے-I اور نیبولی جیسے کئی پیٹا فلاپ سپر کمپیوٹرز نے ان پر انحصار کرنا شروع کر دیا ہے۔ تاہم، کے کمپیوٹر جیسے دوسرے نظام روایتی پروسیسرز جیسے ایس پی اے آر سی پر مبنی ڈیزائن کا استعمال جاری رکھتے ہیں اور عام مقصد کے اعلی کارکردگی والے کمپیوٹنگ ایپلی کیشنز میں جی پی جی پی یو کی مجموعی اطلاق بحث کا موضوع رہا ہے، اس میں جب کہ جی پی جی پی یو کو مخصوص معیارات پر اچھا اسکور کرنے کے لیے ترتیب دیا جا سکتا ہے، روزمرہ کے الگورتھم پر اس کا مجموعی اطلاق محدود ہو سکتا ہے جب تک کہ اس کی طرف ایپلی کیشن کو ترتیب دینے کے لیے اہم کوشش نہ کی جائے۔ تاہم، جی پی یوز زور پکڑ رہے ہیں اور 2012 میں جیگوار سپر کمپیوٹر کو سی پی یوز کو جی پی یوز سے بدل کر ٹائٹن میں تبدیل کر دیا گیا تھا۔ جیسے جیسے سپر کمپیوٹر میں آزاد پروسیسرز کی تعداد بڑھتی ہے، جس طرح سے وہ فائل سسٹم میں ڈیٹا تک رسائی حاصل کرتے ہیں اور وہ ثانوی اسٹوریج کے وسائل کا اشتراک اور رسائی کیسے کرتے ہیں وہ نمایاں ہو جاتا ہے۔ برسوں کے دوران تقسیم شدہ فائل کے انتظام کے لیے متعدد نظام تیار کیے گئے، مثال کے طور پر، آئی بی ایم جنرل متوازی فائل سسٹم، بی جی ایف ایس، متوازی ورچوئل فائل سسٹم، ہڈوپ وغیرہ۔ ٹاپ 100 کی فہرست میں موجود کئی سپر کمپیوٹرز جیسے کہ تیانھے-I لینکس کا چمکدار فائل سسٹم استعمال کرتے ہیں۔ سی ڈی سی 6600 سیریز کے کمپیوٹرز سپر کمپیوٹنگ کی بہت ابتدائی کوششیں تھیں اور انہوں نے کام کو پردیی آلات پر منتقل کر کے، سی پی یو (سنٹرل پروسیسنگ یونٹ) کو حقیقی ڈیٹا پر کارروائی کرنے کے لیے آزاد کر کے موجودہ سسٹمز پر اپنا فائدہ حاصل کیا۔ مینیسوٹا فورٹرن مرتب کے ساتھ 6600 معیاری ریاضیاتی کارروائیوں پر 500 کلو فلاپس کو برقرار رکھ سکتا ہے۔ دوسرے ابتدائی سپر کمپیوٹرز جیسے کری 1 اور کری 2 جو بعد میں نمودار ہوئے انہوں نے تیز رفتار پروسیسرز کی ایک چھوٹی سی تعداد کا استعمال کیا جو ہم آہنگی سے کام کرتے تھے اور یکساں طور پر مشترکہ میموری کی سب سے بڑی مقدار سے جڑے ہوئے تھے جسے اس وقت منظم کیا جا سکتا تھا۔ ان ابتدائی آرکیٹیکچرز نے پروسیسر کی سطح پر متوازی پروسیسنگ متعارف کرائی، ویکٹر پروسیسنگ جیسی اختراعات کے ساتھ، جس میں پروسیسر ایک گھڑی کے چکر کے دوران کئی آپریشن انجام دے سکتا ہے، بجائے اس کے کہ لگاتار چکروں کا انتظار کرنا پڑے۔ وقت کے ساتھ، جیسے جیسے پروسیسرز کی تعداد میں اضافہ ہوا، مختلف تعمیراتی مسائل سامنے آئے۔ پروسیسرز کی تعداد میں اضافے کے ساتھ جن دو مسائل کو حل کرنے کی ضرورت ہے وہ میموری کی تقسیم اور پروسیسنگ ہیں۔ تقسیم شدہ میموری کے نقطہ نظر میں، ہر پروسیسر کو جسمانی طور پر کچھ مقامی میموری کے ساتھ قریب سے پیک کیا جاتا ہے۔ دوسرے پروسیسرز کے ساتھ وابستہ میموری پھر بینڈوتھ اور غیر یکساں میموری رسائی میں تاخیر کے پیرامیٹرز کی بنیاد پر "مزید دور" ہوتی ہے۔ 1960 کی دہائی میں پائپ لائننگ کو ایک اختراع کے طور پر دیکھا گیا، اور 1970 کی دہائی تک ویکٹر پروسیسرز کا استعمال اچھی طرح سے قائم ہو چکا تھا۔ 1980 کی دہائی تک، بہت سے سپر کمپیوٹرز متوازی ویکٹر پروسیسرز کا استعمال کرتے تھے۔ ابتدائی نظاموں میں پروسیسرز کی نسبتا کم تعداد نے انہیں مشترکہ میموری فن تعمیر کو آسانی سے استعمال کرنے کی اجازت دی، جو پروسیسرز کو میموری کے مشترکہ پول تک رسائی حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ابتدائی دنوں میں ایک عام نقطہ نظر یکساں میموری رسائی (یو ایم اے) کا استعمال تھا، جس میں میموری کے مقام تک رسائی کا وقت پروسیسرز کے درمیان یکساں تھا۔ غیر یکساں میموری رسائی (این یو ایم اے) کے استعمال نے ایک پروسیسر کو دیگر میموری مقامات کے مقابلے میں اپنی مقامی میموری تک تیزی سے رسائی حاصل کرنے کی اجازت دی، جبکہ کیش-اونلی میموری آرکیٹیکچرز (کوما) نے ہر پروسیسر کی مقامی میموری کو کیش کے طور پر استعمال کرنے کی اجازت دی، اس طرح میموری کی اقدار میں تبدیلی کے ساتھ ہم آہنگی کی ضرورت ہوتی ہے۔ جیسے جیسے پروسیسرز کی تعداد بڑھتی ہے، سپر کمپیوٹر پر موثر انٹر پروسیسر مواصلات اور مطابقت پذیری ایک چیلنج بن جاتی ہے۔ اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے کئی طریقے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، 1980 کی دہائی کے اوائل میں، کری ایکس-ایم پی سسٹم میں، مشترکہ رجسٹر استعمال کیے گئے تھے۔ اس نقطہ نظر میں، تمام پروسیسرز کو مشترکہ رجسٹروں تک رسائی حاصل تھی جو ڈیٹا کو آگے پیچھے نہیں لے جاتے تھے بلکہ صرف انٹر پروسیسر مواصلات اور مطابقت پذیری کے لیے استعمال ہوتے تھے۔ تاہم، بہت سے پروسیسرز کے درمیان مشترکہ میموری کی ایک بڑی مقدار کے انتظام میں موروثی چیلنجوں کے نتیجے میں زیادہ تقسیم شدہ آرکیٹیکچرز کی طرف قدم بڑھا۔ بڑے پیمانے پر مرکزی متوازییت 1980 کی دہائی کے دوران، جیسے جیسے کمپیوٹنگ پاور کی مانگ میں اضافہ ہوا، پروسیسرز کی ایک بہت بڑی تعداد کا رجحان شروع ہوا، جس نے تقسیم شدہ میموری اور تقسیم شدہ فائل سسٹمز کے ساتھ بڑے پیمانے پر متوازی سسٹمز کے دور کا آغاز کیا، یہ دیکھتے ہوئے کہ مشترکہ میموری آرکیٹیکچرز بڑی تعداد میں پروسیسرز تک نہیں پہنچ سکتے تھے۔ ہائبرڈ نقطہ نظر جیسے کہ تقسیم شدہ مشترکہ میموری بھی ابتدائی نظاموں کے بعد نمودار ہوئی۔ کمپیوٹر کلسٹرنگ نقطہ نظر آسانی سے دستیاب متعدد کمپیوٹنگ نوڈس کو جوڑتا ہے (مثال کے طور پر۔ ذاتی کمپیوٹرز جو سرور کے طور پر استعمال ہوتے ہیں) ایک تیز رفتار، پرائیویٹ لوکل ایریا نیٹ ورک کے ذریعے۔ کمپیوٹنگ نوڈس کی سرگرمیاں "کلسٹرنگ مڈل ویئر" کے ذریعے ترتیب دی جاتی ہیں، ایک سافٹ ویئر پرت جو نوڈس کے اوپر بیٹھتی ہے اور صارفین کو کلسٹر کو ایک مربوط کمپیوٹنگ یونٹ کے طور پر استعمال کرنے کی اجازت دیتی ہے، جیسے۔ سنگل سسٹم امیج تصور کے ذریعے۔ کمپیوٹر کلسٹرنگ ایک مرکزی انتظامی نقطہ نظر پر انحصار کرتا ہے جو نوڈس کو آرکیسٹریٹڈ مشترکہ سرورز کے طور پر دستیاب کرتا ہے۔ یہ دوسرے طریقوں جیسے پیئر ٹو پیئر یا گرڈ کمپیوٹنگ سے الگ ہے جو بہت سے نوڈس بھی استعمال کرتے ہیں، لیکن کہیں زیادہ تقسیم شدہ نوعیت کے ساتھ۔ اکیسویں صدی تک، ٹاپ 500 تنظیم کی 500 تیز ترین سپر کمپیوٹرز کی نیم سالانہ فہرست میں اکثر بہت سے کلسٹر شامل ہوتے ہیں، جیسے۔ 2011 میں دنیا کا تیز ترین، تقسیم شدہ میموری، کلسٹر فن تعمیر کے ساتھ کے کمپیوٹر۔ جب بڑی تعداد میں مقامی نیم آزاد کمپیوٹنگ نوڈس استعمال کیے جاتے ہیں (مثال کے طور پر۔ کلسٹر فن تعمیر میں) انٹر کنیکٹ کی رفتار اور لچک بہت اہم ہو جاتی ہے۔ جدید سپر کمپیوٹرز نے اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے مختلف طریقے اختیار کیے ہیں، جیسے۔ تیانھے-1 انفینی بینڈ کیو ڈی آر پر مبنی ایک ملکیتی تیز رفتار نیٹ ورک کا استعمال کرتا ہے، جسے فائی ٹینگ-1000 سی پی یو کے ساتھ بڑھایا گیا ہے۔ دوسری طرف، بلیو جین/ایل سسٹم عالمی مواصلات کے لیے معاون نیٹ ورکس کے ساتھ تین جہتی ٹورس انٹر کنیکٹ کا استعمال کرتا ہے۔ اس نقطہ نظر میں ہر نوڈ اپنے چھ قریبی پڑوسیوں سے جڑا ہوا ہے۔ اسی طرح کا ٹورس کری T3E نے استعمال کیا تھا۔ بڑے پیمانے پر مرکزی نظام بعض اوقات کسی مخصوص ایپلی کیشن کے لیے بنائے گئے خصوصی مقصد کے پروسیسرز کا استعمال کرتے ہیں، اور عامیت کی قربانی دے کر کارکردگی حاصل کرنے کے لیے فیلڈ پروگرام کے قابل گیٹ صفوں (ایف پی جی اے) چپس کا استعمال کر سکتے ہیں۔ خصوصی مقصد والے سپر کمپیوٹرز کی مثالوں میں شطرنج کھیلنے کے لیے بیلے، ڈیپ بلیو، اور ہائیڈرا، فلکی طبیعیات کے لیے کشش ثقل پائپ، پروٹین ڈھانچے کی کمپیوٹیشن مالیکیولر ڈائنامکس کے لیے ایم ڈی جی آر اے پی ای-3 اور ڈی ای ایس سائفر کو توڑنے کے لیے ڈیپ کریک شامل ہیں۔ بڑے پیمانے پر تقسیم شدہ متوازی گرڈ کمپیوٹنگ تقسیم شدہ، متنوع انتظامی ڈومینز میں بڑی تعداد میں کمپیوٹرز کا استعمال کرتی ہے۔ یہ ایک موقع پرست نقطہ نظر ہے جو وسائل کو جب بھی دستیاب ہو استعمال کرتا ہے۔ ایک مثال BOINC ہے جو رضاکارانہ بنیاد پر، موقع پرست گرڈ نظام ہے۔ کچھ BOINC ایپلی کیشنز جب بھی رضاکارانہ وسائل دستیاب ہوتے ہیں، انٹرنیٹ پر منسلک تقریبا نصف ملین کمپیوٹرز کا استعمال کرکے ملٹی پیٹا فلاپ کی سطح تک پہنچ جاتی ہیں۔ تاہم، اس قسم کے نتائج اکثر ٹاپ 500 کی درجہ بندی میں ظاہر نہیں ہوتے ہیں کیونکہ وہ عام مقصد کے لن پیک بینچ مارک کو نہیں چلاتے ہیں۔ اگرچہ گرڈ کمپیوٹنگ نے متوازی ٹاسک پر عمل درآمد میں کامیابی حاصل کی ہے، لیکن مطالبہ کرنے والے سپر کمپیوٹر ایپلی کیشنز جیسے موسمی تخروپن یا کمپیوٹیشنل فلوئڈ ڈائنامکس رسائی سے باہر رہے ہیں، جزوی طور پر بڑی تعداد میں کاموں کی قابل اعتماد ذیلی تفویض میں رکاوٹوں کے ساتھ ساتھ قابل اعتماد دستیابی کی وجہ سے۔ ایک مقررہ وقت پر وسائل کی۔ نیم موقع پر سپر کمپیوٹنگ میں جغرافیائی طور پر منتشر کمپیوٹرز کی ایک بڑی تعداد کو بلٹ ان سیف گارڈز کے ساتھ ترتیب دیا جاتا ہے۔ نیم موقع پر مبنی نقطہ نظر رضاکارانہ کمپیوٹنگ سے بالاتر ہے، جیسے کہ BOINC، یا گلوبس جیسے نظام پر جنرل گرڈ کمپیوٹنگ، مڈل ویئر کو بہت سے کمپیوٹنگ کلسٹرز تک تقریبا بلا رکاوٹ رسائی فراہم کرنے کی اجازت دے کر تاکہ فورٹرن یا سی جیسی زبانوں میں موجود پروگراموں کو متعدد کمپیوٹنگ وسائل میں تقسیم کیا جا سکے۔ نیم موقع پرست سپر کمپیوٹنگ کا مقصد موقع پرست وسائل کے اشتراک سے زیادہ اعلی معیار کی خدمت فراہم کرنا ہے۔ نیم موقع پرست نقطہ نظر گرڈ کے لحاظ سے وسائل کی تقسیم کے معاہدوں کو قائم کرکے کمپیوٹر گرڈ کے اندر مطالبہ کرنے والی ایپلی کیشنز کو انجام دینے کے قابل بناتا ہے۔ اور غلطی برداشت کرنے والے پیغام کو بنیادی وسائل کی ناکامیوں کے خلاف تجریدی طور پر ڈھال تک پہنچاتا ہے، اس طرح کچھ موقع پرستی کو برقرار رکھتا ہے، جبکہ اعلی سطح کے کنٹرول کی اجازت دیتا ہے۔ اکیسویں صدی کے تعمیراتی رجحانات ایئر کولڈ آئی بی ایم بلیو جین سپر کمپیوٹر فن تعمیر کم بجلی کی کھپت کے لیے پروسیسر کی رفتار کا تبادلہ کرتا ہے تاکہ عام ایئر کنڈیشنگ کا استعمال کرتے ہوئے کمرے کے درجہ حرارت پر بڑی تعداد میں پروسیسرز کا استعمال کیا جا سکے۔ دوسری نسل کے بلیو جین/پی سسٹم میں مربوط نوڈ ٹو نوڈ مواصلاتی منطق کے ساتھ پروسیسرز ہیں۔ یہ توانائی سے موثر ہے، جس سے 371 ایم ایف ایل او پی ایس/ڈبلیو حاصل ہوتا ہے۔ کے کمپیوٹر ایک واٹر کولڈ، یکساں پروسیسر، تقسیم شدہ میموری سسٹم ہے جس میں کلسٹر فن تعمیر ہے۔ یہ 80,000 سے زیادہ SPARC64 VIIIfx پروسیسرز کا استعمال کرتا ہے، جن میں سے ہر ایک میں آٹھ کور ہوتے ہیں، کل 700,000 سے زیادہ کور کے لیے-جو کسی بھی دوسرے نظام سے تقریبا دوگنا ہے۔ یہ 800 سے زیادہ کابینہ پر مشتمل ہے، ہر ایک میں 96 کمپیوٹنگ نوڈس (ہر ایک میں 16 جی بی میموری کے ساتھ)، اور 6 آئی/او نوڈس ہیں۔ اگرچہ یہ مشترکہ طور پر ٹاپ 500 کی فہرست کے اگلے پانچ سسٹمز سے زیادہ طاقتور ہے، 824.56 MFLOPS/W پر اس میں کسی بھی موجودہ بڑے سپر کمپیوٹر سسٹم کی کارکردگی کا تناسب سب سے کم ہے۔ کے کمپیوٹر کے لیے فالو اپ سسٹم، جسے پرائم ایچ پی سی ایف ایکس 10 کہا جاتا ہے، وہی چھ جہتی ٹورس انٹر کنیکٹ استعمال کرتا ہے، لیکن پھر بھی فی نوڈ صرف ایک پروسیسر استعمال کرتا ہے۔ کے کمپیوٹر کے برعکس، تیانھے-1 اے سسٹم ایک ہائبرڈ فن تعمیر کا استعمال کرتا ہے اور سی پی یوز اور جی پی یوز کو مربوط کرتا ہے۔ یہ تقریبا 3,500 بلیڈوں پر 14,000 سے زیادہ زیون جنرل پرپز پروسیسرز اور 7,000 سے زیادہ این ویڈیا ٹیسلا جنرل پرپز گرافکس پروسیسنگ یونٹس (جی پی جی پی یو) استعمال کرتا ہے۔ اس میں 112 کمپیوٹر کیبنٹ اور 262 ٹیرابائٹس ڈسٹری بیوٹڈ میموری ہے۔ 2 پیٹابائٹس ڈسک اسٹوریج کو لائسٹر کلسٹرڈ فائلوں کے ذریعے لاگو کیا جاتا ہے۔ تیانھے-1 پروسیسرز کو جوڑنے کے لیے ایک ملکیتی تیز رفتار مواصلاتی نیٹ ورک کا استعمال کرتا ہے۔ ملکیتی انٹر کنیکٹ نیٹ ورک انفینی بینڈ کیو ڈی آر پر مبنی تھا، جسے چینی ساختہ فی ٹینگ-1000 سی پی یو کے ساتھ بڑھایا گیا تھا۔ انٹر کنیکٹ کے معاملے میں سسٹم انفینی بینڈ سے دوگنا تیز ہے، لیکن دوسرے سپر کمپیوٹرز پر کچھ انٹر کنیکٹ سے سست ہے۔ مخصوص طریقوں کی حدود کی جانچ جاری ہے، کیونکہ حدود کو بڑے پیمانے کے تجربات کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، 2011 میں آئی بی ایم نے یونیورسٹی آف الینوائے میں بلیو واٹرس پیٹا فلاپس پروجیکٹ میں اپنی شرکت ختم کر دی۔ بلیو واٹرس فن تعمیر آئی بی ایم پاور 7 پروسیسر پر مبنی تھا اور اس کا مقصد 200,000 کور "عالمی سطح پر ایڈریس ایبل میموری" کے پیٹابائٹ اور 10 پیٹابائٹس ڈسک کی جگہ کے ساتھ ہونا تھا۔ ایک مستقل پیٹا فلاپ کا مقصد ڈیزائن کے انتخاب کا باعث بنا جس نے سنگل کور کی کارکردگی کو بہتر بنایا، اور اس وجہ سے کور کی تعداد کم ہوئی۔ اس کے بعد کور کی کم تعداد سے توقع کی جاتی تھی کہ ان پروگراموں پر کارکردگی میں مدد ملے گی جو بڑی تعداد میں پروسیسرز کے لیے اچھی طرح سے پیمانے پر نہیں تھے۔ عالمی سطح پر ایڈریس ایبل میموری فن تعمیر کا مقصد اسی قسم کے پروگراموں کے لیے میموری ایڈریس کے مسائل کو موثر طریقے سے حل کرنا ہے۔ بلیو واٹرس سے توقع کی جاتی تھی کہ وہ کم از کم ایک پیٹا فلاپ کی مسلسل رفتار سے چلے گا، اور گرمی کو سنبھالنے کے لیے مخصوص واٹر کولنگ اپروچ پر انحصار کرتا تھا۔ آپریشن کے پہلے چار سالوں میں نیشنل سائنس فاؤنڈیشن نے اس منصوبے پر تقریبا 20 کروڑ ڈالر خرچ کیے۔ آئی بی ایم نے اس کے فورا بعد اس پروجیکٹ کی ٹیکنالوجی سے ماخوذ پاور 775 کمپیوٹنگ نوڈ جاری کیا، لیکن بلیو واٹرس کے نقطہ نظر کو مؤثر طریقے سے ترک کر دیا۔ آرکیٹیکچرل تجربات کئی سمتوں میں جاری ہیں، جیسے۔ سائکلوپس 64 سسٹم بڑے پیمانے پر تقسیم شدہ پروسیسرز کے استعمال سے دور ایک سمت میں "سپر کمپیوٹر آن اے چپ" نقطہ نظر کا استعمال کرتا ہے۔ ہر 64 بٹ سائکلوپس 64 چپ میں 80 پروسیسرز ہوتے ہیں، اور پورا نظام عالمی سطح پر ایڈریس ایبل میموری فن تعمیر کا استعمال کرتا ہے۔ پروسیسرز غیر اندرونی طور پر بلاک کراس بار سوئچ کے ساتھ جڑے ہوتے ہیں اور گلوبل انٹرلییوڈ میموری کے ذریعے ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں۔ فن تعمیر میں کوئی ڈیٹا کیش نہیں ہے، لیکن ہر ایس آر اے ایم بینک کا نصف حصہ سکریچ پیڈ میموری کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اگرچہ اس قسم کا فن تعمیر متحرک طور پر غیر متصل میموری سسٹم میں غیر ساختہ متوازی کی اجازت دیتا ہے، لیکن یہ کئی بنیادی نظام کے متوازی الگورتھم کی موثر نقشہ سازی میں بھی چیلنجز پیدا کرتا ہے۔ چین میں سپر کمپیوٹر آپریٹنگ سسٹم سپر کمپیوٹنگ یورپ میں سپر کمپیوٹنگ ہندوستان میں سپر کمپیوٹنگ کی تاریخ جاپان میں سپر کمپیوٹنگ حوالہ جات ہم آہنگی کمپیوٹنگ تقسیم شدہ کمپیوٹنگ فن تعمیر سپر کمپیوٹر