Supercomputer

Superkomputer adalah sebuah komputer yang memimpin di dunia dalam kapasitas proses, terutama kecepatan penghitungan, pada awal perkenalannya. Superkomputer diperkenalkan pada tahun 1960-an, didesain oleh Seymour Cray di Control Data Corporation (CDC), memimpin di pasaran pada tahun 1970an sampai Cray berhenti untuk membentuk perusahaanya sendiri, Cray Research.
Dia kemudian mengambil pasaran superkomputer dengan desainnya, dalam keseluruhan menjadi pemimpin superkomputer selama 25 tahun (1965-1990). Pada tahun 1980an beberapa pesaing kecil memasuki pasar, yang bersamaan dengan penciptaan komputer mini dalam dekade sebelumnya. Sekarang ini, pasar superkomputer dipegang oleh IBM dan HP, meskipun Cray Inc. masih menspesialisasikan dalam pembuatan superkomputer.

Penggunaan

Superkomputer digunakan untuk tugas penghitungan-intensif seperti prakiraan cuaca, riset iklim (termasuk riset pemanasan global, pemodelan molekul, simulasi fisik (seperti simulasi kapal terbang dalam terowongan angin, simulasi peledakan senjata nuklir, dan riset fusi nuklir), analisikrip, dll. Militer dan agensi sains salah satu pengguna utama superko
Saat ini, beberapa ahli komputer Minang yang tergabung dalam "Minang d'Rombenk Institute", yang beranggotakan : DaRman d'Rombenk , Uly d'rombenk , Baygon dll.
riset diperkirakan selesai pada akhir tahun 2011, dan Launchingnya akan dilakukan di gedung IT di Jakarta bersama Bp. Prof Yulisman

Desain

Superkomputer biasanya unggul dalam kecepataan dari komputer biasa dengan menggunakan desain inovatif yang membuat mereka dapat melakukan banyak tugas secara paralel, dan juga detail sipil yang rumit. Komputer ini biasanya menspesialisasikan untuk penghitungn tertentu, biasanya penghitungan angka, dan dalam tugas umumnya tidak bagus hasilnya. Hirarki memorinya didesain secara hati-hati untuk memastikan prosesornya tetap menerima data dan instruksi setiap saat; dalam kenyataan, perbedaan performa dengan komputer biasa terletak di hirarki memori dan komponennya. Sistem I/Onya juga didesain supaya bisa mendukung bandwidth yang tinggi.
Seperti dengan sistem paralel pada umumnya, hukum Amdahl berlaku, dan superkomputer didesain untuk menghilangkan serialisasi software, dan menggunakan hardware untuk mempercepat leher botol.
Hukum Amdahl adalah prinsip dasar dalam peningkatan kecepatan proses suatu komputer jika hanya sebagian dari peralatan perangkat keras ataupun perangkat lunak-nya yang diperbaharui/ditingkatkan kinerjanya. Nama Amdahl diambil dari nama seorang arsitektur komputer terkenal di perusahaan IBM, Gene Amdahl yang pertama kali mencetuskan bentuk formulasi ini.
Formulasi atau hukum ini banyak dipakai dalam bidang komputasi paralel untuk meramalkan peningkatan kecepatan maksimum pemrosesan data (secara teoritis) jika jumlah prosesor di dalam komputer paralel tersebut ditambah.
Hukum Amdahl ini dinyatakan dalam bentuk:

dengan

• adalah prosentase jumlah instruksi yang ditingkatkan,
• adalah faktor percepatannya (1 menyatakan tanpa percepatan),
• menyatakan tiap bagian yang dipercepat/diperlambat, dan
• adalah jumlah bagian atau prosesor keseluruhan dalam proses percepatan ini.

Hierarki Memori atau Memory Hierarchy dalam arsitektur komputer adalah sebuah pedoman yang dilakukan oleh para perancang demi menyetarakan kapasitas, waktu akses, dan harga memori untuk tiap bitnya. Secara umum, hierarki memori terdapat dua macam yakni hierarki memori tradisional dan hierarki memori kontemporer.
Hierarki memori memang disusun sedemikian rupa agar semakin ke bawah, memori dapat mengalami hal-hal berikut:

• peningkatan waktu akses (access time) memori (semakin ke bawah semakin lambat, semakin ke atas semakin cepat)
• peningkatan kapasitas (semakin ke bawah semakin besar, semakin ke atas semakin kecil)
• peningkatan jarak dengan prosesor (semakin ke bawah semakin jauh, semakin ke atas semakin dekat)
• penurunan harga memori tiap bitnya (semakin ke bawah semakin semakin murah, semakin ke atas semakin mahal)

Memori yang lebih kecil, lebih mahal dan lebih cepat diletakkan pada urutan teratas. Sehingga, jika diurutkan dari yang tercepat, maka urutannya adalah sebagai berikut:

1. register mikroprosesor. Ukurannya yang paling kecil tapi memiliki waktu akses yang paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja.
2. Cache mikroprosesor, yang disusun berdasarkan kedekatannya dengan prosesor (level-1, level-2, level-3, dan seterusnya). Memori cache mikroprosesor dikelaskan ke dalam tingkatan-tingkatannya sendiri:
   1. level-1: memiliki ukuran paling kecil di antara semua cache, sekitar puluhan kilobyte saja. Kecepatannya paling cepat di antara semua cache.
   2. level-2: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-1, yakni sekitar 64 kilobyte, 256 kilobyte, 512 kilobyte, 1024 kilobyte, atau lebih besar. Meski demikian, kecepatannya lebih lambat dibandingkan dengan level-1, dengan nilai latency kira-kira 2 kali hingga 10 kali. Cache level-2 ini bersifat opsional. Beberapa prosesor murah dan prosesor sebelum Intel Pentium tidak memiliki cache level-2.
   3. level-3: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-2, yakni sekitar beberapa megabyte tapi agak lambat. Cache ini bersifat opsional. Umumnya digunakan pada prosesor-prosesor server dan workstation seperti Intel Xeon atau Intel Itanium. Beberapa prosesor desktop juga menawarkan cache level-3 (seperti halnya Intel Pentium Extreme Edition), meski ditebus dengan harga yang sangat tinggi.
3. Memori utama: memiliki akses yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan memori cache, dengan waktu akses hingga beberapa ratus siklus CPU, tapi ukurannya mencapai satuan gigabyte. Waktu akses pun kadang-kadang tidak seragam, khususnya dalam kasus mesin-mesin Non-uniform memory access (NUMA).
4. Cache cakram magnetis, yang sebenarnya merupakan memori yang digunakan dalam memori utama untuk membantu kerja cakram magnetis.
5. Cakram magnetis
6. Tape magnetis
7. Cakram Optik

Bagian dari sistem operasi yang mengatur hirarki memori disebut dengan memory manager.Di era multiprogramming ini, memory manager digunakan untuk mencegah satu proses dari penulisan dan pembacaan oleh proses lain yang dilokasikan di primary memory, mengatur swapping antara memori utama dan disk ketika memori utama terlalu kecil untuk memegang semua proses. Tujuan dari manajemen ini adalah untuk:

1. Meningkatkan utilitas CPU.
2. Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU.
3. Efisiensi dalam pemakaian memori yang terbatas.
4. Transfer dari/ke memori utama ke/dari CPU dapat lebih efisien.

Tiga superkomputer tercepat dari 500 komputer tercepat di dunia (Juni 2011) adalah:

1. K computer buatan Fujitsu, Jepang. Kecepatan 8.162 petaFLOP. Diluncurkan Juni 2011.
2. Tianhe-IA buatan National Supercomputing Center Tianjin, Republik Rakyat Cina. Kecepatan 2.566 petaFLOP. Diluncurkan Oktober 2010.
3. Jaguar buatan Cray, Amerika Serikat. Kecepatan 1.759 petaFLOP. Diluncurkan tahun 2009.

Per November 2005, 61% dari 500 superkomputer tercepat berada di Amerika Serikat disusul oleh Britania Raya (8,2%), Jerman (4,8%), Jepang (4,2%), Republik Rakyat Cina (3,4%), Australia (2,2%), Israel (1,8%), Perancis (1,6%), Korea Selatan (1,4%), Italia (1,2%) dan Kanada (1,2%).
43,8% dari 500 superkomputer tercepat tersebut dibuat oleh IBM diikuti oleh Hewlett-Packard (33,8%), Cray (3,6%), SGI (3,6%), Dell (3,4%), Linux Network (3,2%), NEC (1,2%), Atipa Technology (1%), buatan sendiri (1%) dan Hitachi (1%).
Raksasa prosesor dunia Intel masih memimpin dengan prosesor Intel IA-32 yang dipakai 41,2% dari 500 superkomputer tercepat tersebut diikuti oleh Intel EM64T (16,2%), Power (14,6%), AMD x86-64 (11%), Intel IA-64 (9,2%), PA-RISC (3,4%) dan Cray (1,6%).
Sebanyak 72,2% dari 500 superkomputer tersebut menggunakan sistem operasi Linux, selebihnya menggunakan AIX (8,8%), HP-UNIX (6,2%), CNK/Linux (3,6%), UNICOS (2,8%), MacOS X (1%) dan SuSE Linux 9 (1%).