Bir süper bilgisayar, kişisel masaüstü veya dizüstü bilgisayar gibi genel amaçlı bir bilgisayara kıyasla çok yüksek düzeyde hesaplama kapasitesine sahip bir bilgisayardır.

Süper bilgisayarlar ilk olarak 1960'larda Seymour Roger Cray tarafından Control Data Corporation'da (CDC) tanıtıldı ve o zamandan beri bilim ve mühendislikte yoğun bir şekilde kullanıldı.

Neden süper bilgisayarlara ihtiyacımız var? Bunları kim kullanıyor ve ne için kullanılıyor? Ana uygulamaları büyük ölçekli sayısal hesaplamalardadır.

Tabii ki, aşağıdaki gibi basit hesaplamalar için:
123 + 765 = 888
veya
1542,38 x 2643,56 = 4077374,07

Bir süper bilgisayara ihtiyacınız yok. Aslında, kağıt, kalem veya basit bir hesap makinesi işi yapabileceği için kişisel bir bilgisayara bile ihtiyacınız yok. Büyük bir şirketteki her çalışanın maaşlarının toplamı gibi daha karmaşık bir şeyi hesaplamak istiyorsanız, muhtemelen sadece genel amaçlı bir bilgisayara ihtiyacınız vardır.

Atomik ölçekte hava tahmini veya yeni materyalleri simüle etmek gibi süper bilgisayarlar tarafından yapılan büyük ölçekli hesaplama türleri, temelde her biri bir hesap makinesinde yapılabilecek basit sayısal hesaplamalara dayanır. Bununla birlikte, bu hesaplamaların büyüklüğü ve gerekli doğruluk seviyeleri, işi yapmak için neredeyse hayal edilemeyecek kadar çok sayıda bireysel hesaplamaya ihtiyaç olduğu anlamına gelir. Doğru bir hava durumu tahmini oluşturmak için, gereken toplam hesaplama sayısı kentilyon cinsinden ölçülür: 1 000 000 000 000 000 000!

Öyleyse, bir hesaplamanın tamamlanması birkaç gün veya hafta sürerse ve aynı hesaplamaları birçok kez farklı girdi parametreleriyle çalıştırmak isterseniz ne olur? Hesaplama bilgisayarınızın tüm kaynaklarını tükettiği için başka bir şey yapamazken beklemek ister misiniz? Tüm sonuçları toplayabilmek için yıllarca beklemeye hazır mısınız? Muhtemelen hayır, özellikle de peşinde olduğunuz sonuç yarının hava durumuysa. Burası, süper bilgisayarların kendi başlarına, genel amaçlı bir bilgisayarda uzun yıllar alacağı bir işi birkaç saat veya gün içinde bitirdiği veya günlük bir makinenin belleğinde saklayamayacağı kadar büyük veya karmaşık olan sorunların üstesinden geldiği yerdir.

Paralellik: performansın anahtarı

Süper bilgisayarlar bunu paralel hesaplamayı kullanarak başarırlar. Paralel olarak hesaplama yapmak, birçok hesaplamayı aynı anda yapmak anlamına gelir. Aynı anda aynı problem üzerinde sizin için çalışan binlerce genel amaçlı bilgisayara sahip olmak gibidir. Bu aslında modern süper bilgisayarların nasıl çalıştığına dair mükemmel bir benzetmedir.

Ayrıca, süper bilgisayarlar muazzam hesaplama kapasiteleri sağlasa da, geliştirmenin, satın almanın ve çalıştırmanın çok pahalı olduğunu da unutmayın. Örneğin, bir süper bilgisayarın tipik güç tüketimi birkaç megawatt (Mega = 1.000.000) düzeyindedir, burada bir megawatt (MW) yaklaşık 1000 kişilik küçük bir kasabaya güç sağlamak için yeterlidir. Bu yüzden onları olabildiğince verimli kullanmak önemlidir.