सुपर कंप्यूटर क्या हैं?

सुपर कंप्यूटर क्या हैं? (What is Super Computer?)

सुपरकंप्यूटर दुनिया का सबसे तेज कंप्यूटर है जो डेटा को बहुत तेज़ी से प्रोसेस कर सकता है। एक जनरल पर्पस कंप्यूटर की तुलना में “सुपरकंप्यूटर” के कंप्यूटिंग परफॉरमेंस को बहुत अधिक मापा जाता है। सुपर कंप्यूटर की कंप्यूटिंग परफॉर्मेंस को MIPS के बजाय FLOPS (floating-point operations per second) में मापा जाता है। सुपर कंप्यूटर में हजारों प्रोसेसर होते हैं, जो प्रति सेकंड अरबों और खरबों की गणना कर सकते हैं, या आप कह सकते हैं कि सुपर कंप्यूटर FLOPS के लगभग सौ क्वैडिल तक पहुंचा सकते हैं।

सुपर कंप्यूटर 1960 में शुरू किए गए और मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में एटलस के साथ सेमुर क्रे द्वारा विकसित किए गए थे। क्रे (Cray) ने सीडीसी 1604 को डिजाइन किया था जो दुनिया का पहला सुपर कंप्यूटर था और यह ट्रांजिस्टर के साथ वैक्यूम ट्यूब को बदल देता है। इनमे क्लस्टर सिस्टम का प्रयोग किया जाता हैं| क्लस्टर सिस्टम कंप्यूटिंग का मतलब है कि मशीन एक नेटवर्क में अलग-अलग कंप्यूटरों के ऐरे के बजाय एक सिस्टम में कई प्रोसेसर का उपयोग करती है। इन कंप्यूटर का आकार बड़ा होता हैं। सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर कुछ फीट से लेकर सैकड़ों फीट तक हो सकते है। सुपरकंप्यूटर की कीमत 2 लाख डॉलर से 100 मिलियन डॉलर से अधिक हो सकती हैं। दुनिया में सबसे तेज़ सुपर कंप्यूटर Sunway TaihuLight था, चीन के विक्सू शहर में, जो चीन के नेशनल रिसर्च सेंटर ऑफ़ पैरेलल कंप्यूटर इंजीनियरिंग एंड टेक्नोलॉजी (NRCPC) द्वारा विकसित किया गया है|

सुपर कंप्यूटर क्या है?

• सुपर कंप्यूटर एक ऐसा कंप्यूटर है जिनकी परफॉर्मेंस जनरल पर्पस (सामान्य प्रयोजन) वाले कंप्यूटर्स की तुलना में बहुत हाई लेवल की होती है।
• सुपर कंप्यूटर की परफॉर्मेंस को सामान्यतः मिलियन इंस्ट्रक्शन्स प्रति सेकंड (MIPS) के बजाय फ्लोटिंग-पॉइंट ऑपरेशंस प्रति सेकंड (FLOPS) में मापा जाता है।
• जब सुपर कंप्यूटर्स को डेवलप किया गया था तो उनकी स्पीड आज के सुपर कंप्यूटर्स के मुकाबले बहुत कम हुआ करती थी, लेकिन 2017 के बाद से, ऐसे सुपर कंप्यूटर बनाये गये जो 1017 से अधिक FLOPS (सौ क्वाड्रिलियन फ़्लॉप्स, 100 पेटाफ़्लॉप्स या 100 PFLOPS) से अधिक की स्पीड के साथ बेहतर परफॉर्मेंस देते हैं।
• सुपर कंप्यूटर दुनिया का सबसे फ़ास्ट कंप्यूटर है जो बड़ी मात्रा में डेटा को बहुत तेज़ी से प्रोसेस कर सकता है।
• सुपर कंप्यूटर में हजारों प्रोसेसर लगे होते हैं जो प्रति सेकंड अरबों और खरबों कैल्कुलशन्स कर सकते हैं।
• इनको parallel कंप्यूटिंग के ग्रिड से क्लस्टर सिस्टम में डेवलप किया जाता है। क्लस्टर सिस्टम कंप्यूटिंग का अर्थ है, कि मशीन एक नेटवर्क में अलग-अलग कंप्यूटर्स सीरीज की जगह एक सिस्टम में कई प्रोसेसर का यूज करती है।
• अगर सुपर कंप्यूटर्स की साइज की बात की जाये, तो अन्य कंप्यूटर्स की तुलना में ये बहुत बड़े होते हैं।
• सुपर कंप्यूटर की कीमत भी बहुत अधिक होती है।  (लगभग 2 लाख डॉलर से लेकर 100 मिलियन डॉलर तक)

सुपर कंप्यूटर्स का विकास

• सुपर कंप्यूटर को 1960 के दशक में लॉन्च किया गया था एवं मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में एटलस के साथ Seymour Roger Cray द्वारा डेवलप किए गए थे।
• 1964 में “???????????????? ???????????? ????????????????” को डिजाइन किया गया, जो दुनिया का पहला सुपर कंप्यूटर था। इसमें वैक्यूम ट्यूब की जगह ट्रांजिस्टर का यूज किया गया था।
• 1980 के दशक के सुपर कंप्यूटरों में बहुत कम क्षमता वाले प्रोसेसर्स का यूज़ किया गया था, लेकिन 1990 के दशक में, USA (संयुक्त राज्य अमेरिका) एवं जापान में हजारों प्रोसेसर्स वाले सुपर कंप्यूटर्स को डेवलप किया गया, जिनकी परफॉर्मेंस बहुत अच्छी थी।
• 20वीं सदी के अंत तक, दुनिया भर में हजारों “ऑफ-द-शेल्फ” प्रोसेसर के साथ बड़े पैमाने पर Parallel सुपर कंप्यूटरों को डेवलप किया गया।
• 21वीं सदी के पहले दशक में 60,000 से अधिक प्रोसेसर वाले सुपर कंप्यूटर्स बनाये गये दिखाई दिए, जिनकी स्पीड पेटाफ्लॉप तक पहुँच गई एवं परफॉर्मेंस में बहुत ज्यादा इम्प्रूवमेंट हुआ।
• दुनिया का पहला सबसे फ़ास्ट सुपर कंप्यूटर “???????????????????????? ????????????????????????????????????????” था, जिसे चीन की wuxi सिटी में ???????????? (चाइना नेशनल रिसर्च सेंटर ऑफ़ पैरेलल कंप्यूटर इंजीनियरिंग एंड टेक्नोलॉजी) द्वारा डेवलप किया गया था। इसकी कंप्यूटिंग परफॉर्मेंस 93.01 पेटा फ्लॉप थी।

सुपर कम्प्यूटर की विशेषताएँ (Features of Super Computer)

• यह एक बार में सौ से अधिक यूजर्स को सपोर्ट कर सकता हैं। ये मशीनें भारी मात्रा में गणना को हल करने में सक्षम हैं जो मानव क्षमताओं से परे हैं, अर्थात, मानव इस तरह की व्यापक गणनाओं को हल करने में असमर्थ है।
• कई व्यक्ति एक ही समय में सुपर कंप्यूटर तक पहुंच सकते हैं। ये सबसे महंगे कंप्यूटर हैं जिन्हें कभी भी बनाया जा सकता है।
• सुपर कंप्यूटर में 1 से अधिक सीपीयू (सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट) होते हैं, जिसमें इंस्ट्रक्शन होते हैं ताकि यह इंस्ट्रक्शन की व्याख्या कर सके और अर्थमेटिक और लॉजिकल कार्यों को जल्दी कर सके|
• सुपर कंप्यूटर सीपीयू की अत्यधिक हाई संगणना स्पीड को सपोर्ट करता है। यह संख्याओं के जोड़े के बजाय संख्या की सूचियों के जोड़े पर काम करते हैं।
• इनका उपयोग शुरू में राष्ट्रीय सुरक्षा, परमाणु हथियार डिजाइन और क्रिप्टोग्राफी से संबंधित एप्लीकेशन में किया गया था। लेकिन आजकल एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव और पेट्रोलियम उद्योगों द्वारा भी कार्यरत हैं।
• इनकी सबसे बड़ी विशेषता यह है, कि ये मल्टीयूजर होते हैं, यानि कि कई यूज़र्स एक ही समय में सुपर कंप्यूटर का यूज कर सकते हैं।
• सुपर कंप्यूटर बड़ी मात्रा में गणनाओं (Calculations) को हैंडल कर सकते हैं, जिनको किसी इंसान द्वारा कर पाना इम्पॉसिबल है।
• यह अब तक के सबसे महंगे कंप्यूटर हैं लेकिन बढ़ती टेक्नोलॉजी एवं इनकी Capabilities (क्षमताओं) के कारण इनको डेवलप करना आसान हो गया है।
• सुपर कंप्यूटर्स में एक से अधिक सी.पी.यू. (सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट) कनेक्ट होते हैं, जो instructions पर प्रोसेस करते हैं, एवं बहुत कम समय में आउटपुट या रिजल्ट प्रोवाइड करते हैं।
• यह instructions को interpret (अनुवाद) करके एरिथमैटिक एवं लॉजिकल ऑपरेशन्स को एग्जीक्यूट करते हैं।
• सुपर कंप्यूटर सी.पी.यू. की कैल्कुलेशन्स स्पीड बहुत अधिक होती है। या हम कह सकते हैं कि, इनके सीपीयू हाई-स्पीड कैल्कुलेशन्स को सपोर्ट करते हैं।
• इनमें संख्याओं के जोड़े (Pairs) के बजाय संख्याओं की list के pairs को ऑपरेट किया जा सकता है। अर्थात बड़ी से बड़ी कैलकुलेशन को कम समय में किया जा सकता है।शुरूआत में इनका यूज़ नेशनल सिक्युरिटी, परमाणु हथियारों को डिजाइन करने और क्रिप्टोग्राफी से रिलेटेड ऍप्लिकेशन्स में किया गया था। लेकिन वर्तमान में सुपर कंप्यूटर्स का यूज एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव एवं पेट्रोलियम इंडस्ट्रीज जैसे फील्ड में भी किया जा रहा है।

सुपर कंप्यूटर्स के उपयोग (Usage of Super Computer)

आइये जानते हैं कि, सुपरकंप्यूटर्स का यूज़ कौन-कौन से ऍप्लिकेशन्स एवं फील्ड में सबसे अधिक किया जाता है –

सुपर कंप्यूटरों को बड़े कार्यों को करने के लिए डेवलप किया जाता है, इसलिए जनरल purpose कंप्यूटर के जैसे इनको डेली के छोटे कामों को करने में यूज़ नहीं किया जा सकता। सुपर कंप्यूटर उन ऍप्लिकेशन्स को हैंडल करता है, जिन्हें रीयल-टाइम प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है।

सुपर कंप्यूटर्स का यूज़ साइंटिफिक सिमुलेशन एवं अनुसंधान जैसे मौसम पूर्वानुमान, मौसम विज्ञान, परमाणु ऊर्जा अनुसंधान, भौतिकी और रसायन विज्ञान के साथ-साथ कॉम्प्लेक्स (जटिल) एनिमेटेड ग्राफिक्स को डिज़ाइन करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा  इनका उपयोग मेडिकल फील्ड में भी किया जाता है।

• सेना द्वारा नए एयर क्राफ्ट्स, टैंकों और हथियारों की testing (परीक्षण) के लिए सुपर कंप्यूटर का यूज़ किया जाता है। इन मशीनों का उपयोग डेटा को एन्क्रिप्ट करने के लिए भी किया जाता है।
• साइंटिस्ट द्वारा परमाणु हथियार detonation (विस्फोट) के इम्पैक्ट (प्रभाव) की टेस्टिंग करने के लिए सुपर कंप्यूटर्स का यूज़ किया जाता है।
• हॉलीवुड में भी VFX एनिमेशन बनाने के लिए सुपर कंप्यूटर का यूज़ किया जाता है।
• सुपर कंप्यूटर्स का यूज़ एंटरटेनमेंट में, ऑनलाइन गेमिंग के लिये भी किया जाता है। जब बहुत सारे यूजर्स गेम खेल रहे होते हैं, तो सुपर कंप्यूटर गेम के परफॉर्मेंस को stable करने में मदद करते हैं।
• सुपर कंप्यूटरों का उपयोग उनकी श्रेष्ठता के कारण रोजमर्रा के कार्यों के लिए नहीं किया जाता है।
• सुपर कंप्यूटर उन एप्लीकेशन को संभालता है, जिन्हें real-time processing की आवश्यकता होती है। उपयोग इस प्रकार हैं:
• इनका उपयोग मौसम के पूर्वानुमान, मौसम विज्ञान, परमाणु ऊर्जा अनुसंधान, भौतिकी और रसायन विज्ञान के साथ-साथ बेहद जटिल एनिमेटेड ग्राफिक्स जैसे वैज्ञानिक सिमुलेशन और अनुसंधान के लिए किया जाता हैं। इसी के साथ इनका उपयोग नई बीमारियों का पता लगाने और बीमारी के व्यवहार और उपचार की भविष्यवाणी करने के लिए भी किया जाता है।
• सैन्य नए कंप्यूटरों, टैंकों और हथियारों के परीक्षण के लिए सुपर कंप्यूटर का उपयोग करता है। इनका सैनिकों और युद्धों पर प्रभाव को समझने के लिए भी उपयोग किया जाता हैं। इन मशीनों का उपयोग डेटा को एन्क्रिप्ट करने के लिए भी किया जाता है।
• वैज्ञानिक परमाणु हथियार विस्फोट के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए इनका उपयोग करते हैं।
• हॉलीवुड एनिमेशन के निर्माण के लिए सुपर कंप्यूटर का उपयोग किया जाता है।
• मनोरंजन में, सुपर कंप्यूटर ऑनलाइन गेमिंग के लिए उपयोग किया जाता है। सुपर कंप्यूटर गेम प्रदर्शन को स्थिर करने में मदद करता है जब बहुत सारे यूजर्स गेम खेल रहे होते हैं।