Istoria Supercomputerelor: De la CDC 6600 la Fugaku — 60 de Ani în Care Puterea de Calcul a Crescut de un Miliard de Ori

În 1964, cel mai rapid calculator din lume făcea 3 milioane de operații pe secundă. În 2026, cel mai rapid face 2,198 exaflops — adică 2,198 urmate de 18 zerouri de operații în virgulă mobilă, în fiecare secundă. Între cele două momente stau șase decenii de mașini care au redefinit, pe rând, ce înseamnă „rapid". Iată povestea celor mai importante dintre ele.

CDC 6600 (1964) — nașterea supercalculatoarelor

Înainte de CDC 6600 nu exista, practic, categoria „supercomputer". Proiectat de Seymour Cray — omul supranumit ulterior „părintele supercalculatoarelor" — la Control Data Corporation, CDC 6600 a depășit de trei ori performanța liderului anterior, IBM 7030 Stretch. A costat aproximativ 7 milioane de dolari la lansare și a rămas cel mai rapid calculator din lume între 1964 și 1969, cu o viteză de până la 3 megaflops. Inovația centrală: zece procesoare periferice de 12 biți dedicate operațiilor de intrare-ieșire, eliberând procesorul central să se concentreze exclusiv pe calcul — o idee de separare a sarcinilor care avea să influențeze arhitecturi de calculatoare decenii mai târziu.

Cray-1 (1976) — designul care a definit un gen

Un deceniu mai târziu, același Seymour Cray, de această dată la propria companie, Cray Research, a livrat Cray-1 la Laboratorul Național Los Alamos. A fost primul supercomputer construit în jurul unui procesor vectorial — o arhitectură care organizează memoria și registrele astfel încât o singură instrucțiune să poată procesa simultan seturi mari de date, nu câte o valoare pe rând. Cray-1 făcea 160 de milioane de operații pe secundă, cântărea câteva tone, avea peste 96 de kilometri de cabluri interne și era recunoscut instantaneu după forma sa: un cabinet în formă de C, cu o bancă circulară în jur care ascundea sursele de alimentare și sistemul de răcire. A rămas cel mai rapid calculator din lume din 1976 până în 1982.

Cray-2 (1985) — primul peste un miliard de calcule pe secundă

Cray-2 a fost prima mașină care a depășit pragul de un miliard de operații pe secundă, atingând 1,9 gigaflops cu patru procesoare — dublul recordului deținut până atunci de propriul predecesor, Cray X-MP. Performanța teoretică impresionantă a venit însă cu un preț: Cray-2 s-a dovedit notoriu de dificil de exploatat la capacitate maximă în aplicații reale, o lecție timpurie despre diferența dintre puterea de calcul teoretică și cea utilizabilă efectiv — o distincție care rămâne centrală în supercomputing și azi.

Blue Gene/L (2004) — eficiența energetică intră în ecuație

După două decenii în care cursa se dădea aproape exclusiv pe viteză brută, IBM a schimbat regulile jocului. Blue Gene/L, instalat la Lawrence Livermore National Laboratory în noiembrie 2004, a fost gândit de la zero pentru consum redus de energie — folosind noduri de tip „system-on-a-chip" cu putere mică per procesor, împachetate extrem de dens. Rezultatul: 70,72 teraflops la debut, extins ulterior până la 596 teraflops, plus titlul de prim supercomputer care a rulat vreodată peste 100 teraflops susținuți pe o aplicație reală (o simulare de dinamică moleculară, distinsă cu premiul Gordon Bell în 2005). Blue Gene/L a condus clasamentul TOP500 timp de peste trei ani, până în iunie 2008 — o domnie neobișnuit de lungă pentru ritmul în care se schimbă de obicei acest clasament.

Summit (2018) — GPU-urile preiau conducerea

Summit, construit de IBM și NVIDIA la Oak Ridge National Laboratory, a marcat o schimbare de paradigmă: pentru prima dată, un supercomputer de vârf își obținea marea majoritate a puterii — 95% — din plăci grafice, nu din procesoare centrale. Fiecare din cele aproximativ 4.600 de noduri combina două procesoare IBM POWER9 cu șase acceleratoare NVIDIA V100, pentru o performanță totală de peste 200 petaflops. Summit a fost și primul sistem care a depășit pragul de un exaflop, chiar dacă doar pe un benchmark non-standard, în cadrul unei analize genomice. A condus TOP500 din iunie 2018 până în iunie 2020, confirmând definitiv GPU-urile ca motorul principal al supercomputing-ului modern.

Fugaku (2020) — ultimul campion înainte de era exascale

Construit de Fujitsu în Japonia, Fugaku a preluat titlul de la Summit în iunie 2020, devenind primul sistem bazat pe arhitectură ARM care a ajuns pe locul 1 mondial. Cu aproape 7,3 milioane de nuclee ARM și o eficiență de calcul de peste 80% din performanța teoretică — o cifră neobișnuit de mare pentru un sistem de asemenea dimensiuni — Fugaku a atins 415,53 petaflops susținuți în benchmark-ul Linpack clasic și 1,42 exaflops pe benchmark-ul mixt HPL-AI. A rămas pe primul loc timp de doi ani, ultimul campion al erei pre-exascale.

De la petaflops la exaflops — tabel recapitulativ

Ce a urmat

Doi ani mai târziu, Fugaku a pierdut și el locul 1 în fața unei noi generații de sisteme americane care au trecut, în sfârșit, pragul simbolic al unui exaflop susținut — pragul „exascale" pe care întreaga industrie îl urmărea de un deceniu. Iar în 2026, cursa a luat o întorsătură pe care puțini o anticipau acum cinci ani. Vezi în articolul despre topul actual al supercomputerelor cine conduce clasamentul azi, cu ce arhitectură și la ce putere — răspunsul are legătură directă cu războiul cipurilor dintre SUA și China.