ซูเปอร์คอมพิวเตอร์2

ประวัติ supercomputer

--------------------------------------------------------------------------------
-----------

ระเบิดปรมาณู ดวงอาทิตย์สงั เคราะห์ หลมุ ดา ... ไมว่ า่ จะเป็นความลบั ใดของธรรมชาตแิ ละจกั รวาล พลงั

ประมวลผลทเ่ี หลอื เช่ือของซเู ปอร์คอมพิวเตอร์จะทาให้เราลว่ งรู้ได้ทกุ อยา่ ง

ความจริงแล้ว ในอดตี นนั้ ในประวตั ิ Super Computer นนั้ ถือเป็นสง่ิ ที่มนษุ ย์มองวา่ เป็นนวตั กรรมทเ่ี ลวร้าย
ทสี่ ดุ เทา่ ทีเ่ คยมมี าในประวตั ิศาสตร์ เหตผุ ลทเี่ ป็นเชน่ นนั้ ก็เพราะวตั ถปุ ระสงค์และบทบาททมี่ นั ถกู กาหนดให้อยเู่ บอื ้ งหลงั
นนั้ ล้วนแตเ่ ป็นเรื่องท่ีเกี่ยวข้องกบั เร่ืองโหดร้ายและการทาลายล้าง แม้แตค่ อมพวิ เตอร์เครื่องแรกกต็ กเป็นเหย่อื ใน
ความสาเร็จของตวั เองเช่นกนั นน่ั คือคอมพวิ เตอร์ “Konrad Zuse” ทถ่ี กู บริษัท Henschel ทีผ่ ลติ เครื่องบินของเยอรมนั
นาไปใช้ในการพฒั นาอานภุ าพระเบิดในช่วงสงครามโลกครงั้ ที่ 2 ในขณะท่ีผลงานชิน้ โบว์แดงของบริษัท Zuse และถือเป็น
คอมพวิ เตอร์ทีส่ ามารถโปรแกรมได้ตวั แรกของโลกอยา่ ง “Z3” นนั้ ก็ได้ถกู ทาลายโดยการทงิ ้ ระเบิดของฝ่ายพนั ธมติ รในช่วง
สงครามโลกในปี 1943 เช่นกนั

เครื่อง Zuse Z3 นนั้ มคี วามเร็วในการทางานประมาณ 5Hz แตใ่ นชว่ งระหวา่ งสงครามทต่ี า่ งฝ่ายต้องการชยั
ชนะซงึ่ ต้องการพลงั ประมวลผลท่ีสงู ขนึ ้ สาหรับการสร้างระเบดิ ทม่ี อี านภุ าพรุนแรงมากยงิ่ ขนึ ้ ฝ่ายพนั ธมติ รนาโดย
สหรัฐอเมริกาจงึ ทมุ่ งบประมาณ 2.5 พนั ล้านเหรียญในการพฒั นาซูเปอร์คอมพวิ เตอร์ภายใต้โครงการทีม่ ชี ่ือวา่
“Manhattan Project” ทงั้ นเี ้พอื่ วตั ถปุ ระสงค์ในการสร้างปรมาณลู กู แรกให้สาเร็จก่อนหน้าเยอรมนั หรือญ่ีป่ นุ ให้ อยา่ งไร
ก็ดใี นระหวา่ งนแี ้ ผนกวจิ ยั ของกองทพั สหรัฐ (Ballistic Research Laboratory – BRL) ต้องรับผดิ ชอบในการพฒั นา
ตารางบอกวิถีกระสนุ ของอาวธุ ชนดิ ใหมซ่ งึ่ ต้องใช้การคานวณทแ่ี นน่ อนในระยะเวลาอนั สนั้ เพ่ือให้สามารถใช้ประโยชน์จาก

อาวธุ ทมี่ ีอยไู่ ด้อยา่ งมปี ระสทิ ธิภาพสงู สดุ จงึ ได้มกี ารจ้างวานภรรยาของนกั วิทยาศาสตร์กวา่ 200 คนทาการคานวณโดยใช้
เครื่องคดิ เลขตงั้ โต๊ะไปพร้อมๆ กนั กบั การพฒั นาเคร่ือง Mark I ของ IBM ทีใ่ ช้การปอ้ นคาสงั่ โดยการใช้บตั รเจาะรู

Cray 1: การแขง่ ขนั ของระบบขนั้ สงู

ถดั จากยคุ ของ Mark I และ ENIAC พฒั นาการของซเู ปอร์คอมพิวเตอร์ก็อยใู่ นขนั้ ที่มนั สามารถทางานโดยการ
รับคาสงั่ ทโี่ ปรแกรมไว้ลว่ งหน้าได้แล้ว แตค่ าถามคือ สง่ิ ท่สี ง่ ผลตอ่ ความเร็วในการทางานนนั้ คือซพี ยี ทู ่ีมีสญั ญาณนาฬิกา
สงู ๆ หรือการที่มีแกนเลก็ ๆ หลายแกนท่ชี ว่ ยกนั ทางาน คาตอบของคาถามนไี ้ ด้รับการตอบโดย Seymour Cray ในเคร่ือง
ซเู ปอร์คอมพวิ เตอร์เครื่องแรกของเขาที่ถกู เรียกวา่ ‘Cray 1’ ในปี 1976 ซงึ่ มีซีพยี คู วามเร็ว 80MHz และออกแบบให้ทางาน
โดยมหี นว่ ยประมวลผลยอ่ ยๆ ทเ่ี รียกวา่ Vector Processors จานวนหลายๆ ตวั พร้อมหนว่ ยเก็บข้อมลู ทเี่ รียกวา่
Register ท่ี Vector Processors สามารถนาข้อมลู ในแตล่ ะ Register มาประมวลผลได้พร้อมกนั อยา่ งอสิ ระ สง่ ผลให้
Cray 1 มีความเร็วในการประมวลท่รี วดเร็วยิ่งขนึ ้

จากประวตั ิ Super Computer ในปี 1997 ซเู ปอร์คอมพวิ เตอร์ได้ขยบั เข้าสกู่ ารเป็นสว่ นหนง่ึ ทางสงั คมมากขนึ ้
โดยเครื่อง Deep Blue ของ IBM ได้สร้างปรากฏการณ์เอาชนะซพี ยี กู วา่ 500 ตวั รวมไปถึงนกั หมากรุกแชมเปีย้ นโลกอยา่ ง
Garry Kasparov โดย Deep Blue มีความสามารถคานวณตาแหนง่ ในการวางหมากได้มากถึง 200 ล้านตาแหนง่ ตอ่
วนิ าทขี ณะท่ีแชมป์ โลกสามารถคานวณในใจได้สงู สดุ ประมาณ 50 ตาแหนง่ เทา่ นนั้

ปัจจบุ นั ตาแหนง่ ซเู ปอร์คอมพวิ เตอร์ที่เร็วท่ีสดุ ในโลกมีชื่อวา่ ‘Jaguar’ ทีบ่ รรจซุ ีพยี ทู มี่ แี กนหลกั ในการทางาน
รวมกนั ถงึ 224,000 ทซ่ี งึ่ สามารถชว่ ยให้นกั วิทยาศาสตร์จาลองเหตกุ ารณ์หากมกี ารเคลอ่ื นตวั ชนกนั ของหลมุ ดาได้ หรือ
เทยี บเป็นความสามารถในการประมวลผล 1,750,000,000,000,000 คาสง่ั ตอ่ วนิ าที

อยา่ งไรก็ดี แม้วา่ Super Computer จะมีพลงั ประมวลผลมหาศาลเพียงใด มนั ก็ยงั คงมีปัญหาหลงเหลอื อยู่
เสมอ นนั่ ก็คอื ความ ‘ฉลาด’ เมื่อเทียบกบั มนษุ ย์ ด้วยเหตนุ จี ้ งึ เป็นทมี่ าของการจดั ตงั้ โครงการวจิ ยั ทมี่ ชี ่ือวา่ ‘Galaxy Zoo’
(www.galaxyzoo.org) ทเี่ ปิดโอกาสให้สมาชกิ ในระบบออนไลน์เข้ามาร่วมจดั กลมุ่ ดาราจกั รทถ่ี กู ค้นพบใหมท่ มี่ ีมวลน้อย
และมคี วามแออดั สงู ที่ไมเ่ คยมมี ากอ่ นและไมส่ ามารถจดั เข้ากลมุ่ ท่ีมอี ยแู่ ล้วได้ งานนนแี ้ ม้แตซ่ เู ปอร์คอมพวิ เตอร์ท่เี จ๋งทีส่ ดุ
ก็ส้พู ลงั คนไมไ่ ด้

เป็นคอมพิวเตอร์ทมี่ ขี นาดใหญท่ ่ีสดุ ทางานได้รวดเร็วและมีประสทิ ธิภาพสงู แตจ่ ะมีราคาแพงท่สี ดุ รวมทงั้ ต้องอยทู่ ีห้อง
ได้รับการ

ควบคมุ อณุ หภมู ิและปราศจากฝ่นุ ละอองทาให้ต้องเป็นองคก์ รขนาดใหญเ่ ทา่ นนั้ จึงสามารถจดั หาเครื่องซเู ปอร์
คอมพวิ เตอร์มาใช้งานได้ผ้ใู ช้งานคอมพิวเตอร์สามารถใช้งานได้จานวนหลายๆ คนนามาใช้ในการคานวณท่ีซบั ซ้อนเช่น
การคานวณทางวทิ ยาศาสตร์ การบิน อตุ สาหกรรมนา้ มนั เป็นต้นรวมทงั้ พบมากในวงการวจิ ยั ในห้องปฎบิ ตั กิ ารตา่ งๆ ทงั้
ภาครัฐและเอกชน

ซเู ปอร์คอมพิวเตอร์รุ่นแรกสร้างในปี ค.ศ 1960 ทอี่ งค์กรของสหรัฐอเมริกาโดยได้รับการออกแบบให้เป็น
คอมพวิ เตอร์ท่คี วามเร็วและมีประสทิ ธิภาพมากที่สดุ ซเู ปอร์ทางานได้อยา่ งรวดเร็ว เนื่องจากมกี ารใช้หลกั ทเี รียกวา่ มลั ติ
โปรเซสซิ่ง (Multiprocessing) อนั เป็นใช้หนว่ ยประมวลผลจานวนหลายตวั เพ่ือทาให้คอมพวิ เตอร์สามารถทางานหลาย
งานพร้อมกนั โดยทง่ี านเหลา่ นนั้ มคี วามแตกตา่ งกนั งานท่ีไมเ่ กี่ยวข้องหรืออาจจะเป็นงานทีม่ ขี นาดใหญ่ที่ถกู แบง่ ยอ่ ยไปใน
ประมวลผลแตล่ ะตวั ก็ทางานได้ซเู ปอร์คอมพวิ เตอร์มีหนว่ ยประมวลกลางทงั้ หมด 4 ตวั แตป่ ัจจบุ นั คอมพิวเตอร์มีความ
พฒั นามากจงึ ทาให้มีหนว่ ยประมวลผลนบั ร้อยตวั ทางานพร้อมๆกนั

ความเร็วของซเู ปอร์คอมพวิ เตอร์จะมีการวดั หนว่ ยเป็นนาโนวินาที (nanosecond) หรือเศษหนง่ึ พนั ล้าน
วินาทแี ละจกิ ะฟลอป (gigaflop) หรือการคานวณหนง่ึ พนั ล้านครงั้ ในหนง่ึ วนิ าทซี ง่ึ คอมพวิ เตอร์สามารถคานวณได้ถึง 128
จิกะฟลอป และใช้เครื่องที่มี สายสง่ ข้อมลู (data bus) กว้าง 32 หรือ 64 บิต จากคณุ สมบตั ิของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ท่ี
กลา่ วมาทงั้ หมดจะเห็นได้วา่ ผ้ใู ช้ควรนาซเู ปอร์คอมพิวเตอร์ไปใช้ในการคานวณมากๆ เช่น งานด้านกราฟฟิกหรือการ
คานวณทางด้านวิทยาศาสตร์ เป็นต้น