ซูเปอร์คอมพิวเตอร์

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

เป็นคอมพวิ เตอร์ท่ีมขี นาดใหญ่ท่ีสดุ ทางานได้รวดเร็วและมีประสทิ ธิภาพสงู แตจ่ ะมรี าคาแพงทีส่ ดุ รวมทงั้ ต้องอยทู่ หี ้อง
ได้รับการ

ควบคมุ อณุ หภมู แิ ละปราศจากฝ่นุ ละอองทาให้ต้องเป็นองค์กรขนาดใหญเ่ ทา่ นนั้ จงึ สามารถจดั หาเคร่ืองซเู ปอร์
คอมพิวเตอร์มาใช้งานได้ผ้ใู ช้งานคอมพวิ เตอร์สามารถใช้งานได้จานวนหลายๆ คนนามาใช้ในการคานวณทีซ่ บั ซ้อนเชน่
การคานวณทางวิทยาศาสตร์ การบิน อตุ สาหกรรมนา้ มนั เป็นต้นรวมทงั้ พบมากในวงการวจิ ยั ในห้องปฎิบตั กิ ารตา่ งๆ ทงั้
ภาครัฐและเอกชน

ซูเปอร์คอมพวิ เตอร์รุ่นแรกสร้างในปี ค.ศ 1960 ท่อี งค์กรของสหรัฐอเมริกาโดยได้รับการออกแบบให้เป็น
คอมพวิ เตอร์ทคี่ วามเร็วและมปี ระสทิ ธิภาพมากที่สดุ ซเู ปอร์ทางานได้อยา่ งรวดเร็ว เน่อื งจากมกี ารใช้หลกั ทเี รียกวา่ มลั ติ
โปรเซสซงิ่ (Multiprocessing) อนั เป็นใช้หนว่ ยประมวลผลจานวนหลายตวั เพ่ือทาให้คอมพวิ เตอร์สามารถทางานหลาย
งานพร้อมกนั โดยทีง่ านเหลา่ นนั้ มคี วามแตกตา่ งกนั งานท่ไี มเ่ กี่ยวข้องหรืออาจจะเป็นงานท่ีมขี นาดใหญ่ท่ถี กู แบง่ ยอ่ ยไปใน
ประมวลผลแตล่ ะตวั ก็ทางานได้ซเู ปอร์คอมพวิ เตอร์มหี นว่ ยประมวลกลางทงั้ หมด 4 ตวั แตป่ ัจจบุ นั คอมพวิ เตอร์มคี วาม
พฒั นามากจงึ ทาให้มีหนว่ ยประมวลผลนบั ร้อยตวั ทางานพร้อมๆกนั

ความเร็วของซูเปอร์คอมพวิ เตอร์จะมกี ารวดั หนว่ ยเป็นนาโนวินาที (nanosecond) หรือเศษหนงึ่ พนั ล้าน
วินาทแี ละจิกะฟลอป (gigaflop) หรือการคานวณหนงึ่ พนั ล้านครงั้ ในหนง่ึ วนิ าทซี งึ่ คอมพวิ เตอร์สามารถคานวณได้ถึง 128
จิกะฟลอป และใช้เครื่องที่มี สายสง่ ข้อมลู (data bus) กว้าง 32 หรือ 64 บิต จากคณุ สมบตั ขิ องซเู ปอร์คอมพวิ เตอร์ท่ี
กลา่ วมาทงั้ หมดจะเหน็ ได้วา่ ผ้ใู ช้ควรนาซูเปอร์คอมพวิ เตอร์ไปใช้ในการคานวณมากๆ เชน่ งานด้านกราฟฟิกหรือการ
คานวณทางด้านวิทยาศาสตร์ เป็นต้น

10 อนั ดบั Supercomputers ท่ีแรงท่ีสุดในโลกประจำปี 2018

July 7, 2018 Cloud and Systems, CPU, Data Center, Featured Posts, IT Knowledge, IT Trends and Updates, Server, Server
and Storage

สัปดำหท์ ี่ผำ่ นมำ เวบ็ ไซต์ Top500 ไดม้ ีกำรประกำศผล Supercomputers ที่แรงที่สุดในโลกประจำปี 2018 บทควำมน้ีจึงไดร้ วบรวม 10 อนั ดบั แรก
มำแนะนำให้ผอู้ ่ำนไดร้ ู้จกั กนั ครับ

อนั ดับ 10: Cori

Cori โดย Cray เป็น Supercomputer ท่ีอยภู่ ำยใตก้ ำรดูแลของกระทรวงพลงั งำนของสหรัฐฯ ต้งั อยทู่ ี่ห้องปฏบิ ตั กิ ำรแห่งชำติ Lawrence
Berkeley ใช้ Intel Xeon Phi Processors มำกถึง 9,152 หน่วย รวม 622,336 Cores สำมำรถประมวลผลไดเ้ ร็วถึง 14.01 Petaflops
และสูงสุดถึง 27.88 Peteflops โดย Cori เร่ิมเขำ้ มำตดิ อนั ดบั Top500 ในเดือนพฤษจิกำยน 2016 ซ่ึงขณะน้นั ไดอ้ นั ดบั ที่ 5

อนั ดับท่ี 9: Trinity

Trinity อยภู่ ำยใตก้ ำรดูแลของห้องปฏบิ ตั ิกำรวจิ ยั แห่งชำติ Los Alamos ใน New Mexico สหรัฐอเมริกำ เร่ิมเขำ้ สู่ Top500 ในอนั ดบั ท่ี 6 เม่ือ
เดือนพฤศจกิ ำยน 2015 ดว้ ย Intel Xeon E5 16-Core Processors มำกถึง 18,816 หน่วย จำกน้นั ไดห้ ลุดจำก 10 อนั ดบั แรกไป จนเม่ือกลำงปี
2017 ที่ผำ่ นมำไดท้ ำกำรอปั เกรดหน่วยประมวล Intel Xeon Pho 68-Core Processors เพิ่มอกี 9,984 หน่วย จึงกลบั เขำ้ มำยงั อนั ดบั ที่ 9 ในปี น้ี
โดยรวมแลว้ มีจำนวนคอร์ 979,968 Cores และประมวลผลไดเ้ ร็วถงึ 14.14 Petaflops

อนั ดบั ที่ 8: Sequoia

Sequoia เป็น Supercomputer ท่มี ีประสิทธิภำพสูงทีส่ ุดในโลกเมอื่ ปี 2012 ถูกพฒั นำโดย IBM และอยภู่ ำยใตก้ ำรดูแลของกระทรวงพลงั งำนสหรัฐฯ
Sequoia ใช้ IBM 16-core Power BQC Processors จำนวน 98,304 หน่วย รวมท้งั ส้ิน 1,572,864 Cores พร้อมกบั RAM ขนำด
1 GB สำหรับแตล่ ะคอร์ โดยรวมแลว้ สำมำรถรประมวลผลไดเ้ ร็ว 17.17 Petaflops

อนั ดับท่ี 7: Titan

Titan เป็น Supercomputer ประจำสถำบนั วจิ ยั แห่งชำติ Oak Ridge ภำยใตก้ ระทรวงพลงั งำนสหรัฐฯ เป็นอดีตแชมป์ ท่ีเคยเขี่ย Sequoia ตก
บลั ลงั กใ์ นปี 2012 ถูกสร้ำงข้นึ โดย Cray และใช้ Advanced Micro Devices 16-core Opteron จำนวน 6,274 หน่วยพร้อมดว้ ย
Nvidia Telsa Accelerators มีจำนวนคอร์รวมท้งั สิ้น 560,640 Cores และมีขมุ พลงั กำรประมวลผลท่ี 17.59 Petaflops

อนั ดบั ท่ี 6: Piz Daint

Piz Daint เป็น Supercomputer ท่ีใชช้ ื่อเรียกตำมเทือกเขำอลั ไพน์ อยภู่ ำยใตก้ ำรดูแลของ Swiss National Supercomputing Center
ถูกสร้ำงข้ึนโดย Cray และไดม้ ีกำรอปั เกรดหลำยคร้ัง ส่งผลให้ Piz Daint วนเวยี นอยใู่ น 10 อนั ดบั แรกเร่ือยมำ ปัจจบุ นั น้ีใช้ Intel Xeon E5-
2690v3 ซ่ึงมี 12 Cores ต่อ CPU ร่วมกบั Nvidia Tesla P100 Accelerators รวมท้งั ส้ิน 361,760 Cores ซ่ึงใชก้ ำลงั ประมวลผลสูง
ถึง 19.59 Petaflops

อนั ดบั ที่ 5: AI Bridging Cloud Infrastructure (ABCI)

ABCI เป็น Supercomputer ของสถำบนั แห่งชำติ Advanced Industrial Science and Technology (AIST) ในประเทศญปี่ ่ ุน ซ่ึง
เขำ้ มำตดิ อนั ดบั Top500 เป็นคร้งั แรกในปี น้ี ถกู พฒั นำโดย Fujitsu โดยใช้ Primergy CX2550 Server ร่วมกบั Intel Xeon Gold
Processors และ Nvidia Tesla V100 Accelerators สำมำรถประมวลผลไดเ้ ร็วถงึ 19.88 Petaflops และเป็น Supercomputer ที่
ประหยดั พลงั งำนมำกทสี่ ุดในปี น้ี โดยบริโภคพลงั งำนที่ 12.05 Gigaflops/watt

อนั ดบั ที่ 4: Tianhe-2 (MilkyWay-2)

Tianhe-2 (MilkyWay-2) เป็น Supercomputer ของ National Supercomputing Center ในเมืองกวำงโจว ประเทศจีน เคยเป็น
แชมป์ อนั ดบั หน่ึงถึง 4 ปี ซอ้ น ต้งั แต่ 2013 – 2016 ก่อนท่ีจะถูกลม้ ดว้ ย Supercomputer สญั ชำติจีนอีกระบบหน่ึง Tianhe-2 ไดท้ ำกำรอปั เกรด
ใหญ่เมื่อปลำยปี 2017 และเปล่ียนช่ือเป็น Tianhe-2A ปัจจุบนั ใช้ Intel Xeon E5-2692v2 และ Matrix-2000 Processors มีจำนวนคอร์
รวมกนั ท้งั สิ้นประมำณ 5 ลำ้ น Cores และมีควำมเร็วในกำรประมวลผลสูงถึง 61.44 Petaflops

อนั ดบั ท่ี 3: Sierra

Sierra เป็น Supercomputer ท่ีพฒั นำโดย IBM โดยต้งั อยคู่ กู่ บั Sequoia ในห้องปฏบิ ตั ิกำรแห่งชำติ Oak Lawrence Livermore ภำยใน
ประกอบดว้ ย IBM Power9 Processors รวม 1,5722,480 Cores คู่กบั Nvidia Volta GV100 Accelerators อีก 1,382,400
Cores ใหก้ ำลงั ประมวลผลที่ 71.61 Petaflops

อนั ดับท่ี 2: Sunway Taihulight

หลงั จำกท่ีครองบลั ลงั กม์ ำได้ 2 ปี ในท่ีสุด Sunway Taihulight ของจีนกต็ กมำเป็นอนั ดบั ที่ 2 Supercomputer ระบบน้ีถูกสร้ำงข้ึนท่ี
National Supercomputing Center ในเมืองวูซี เป็น Supercomputer ท่ีไมม่ ีชิป Accelerator ปัจจุบนั ใช้ CPU
Sunway 26010 จำนวน 40,960 หน่วย แต่ละหน่วยมี 260 Cores สำมำรถประมวลผลไดด้ ว้ ยควำมเร็วสูงถึง 93.01 Petaflops

อนั ดับท่ี 1: Summit

Supercomputer จำก IBM ถูกสร้ำงข้ึนที่หอ้ งปฎิบตั ิกำรแห่งชำติ Oak Ridge ของกระทรวงพลงั งำนสหรัฐฯ Summit ใช้
Processors และ Accelerators เช่นเดียวกบั Siearra แต่มจี ำนวนท่ีเยอะกวำ่ คือ 2,282,544 Power9 Cores และ
2,090,880 Nvidia Volta GV100 Cores ตำมลำดบั ทำใหม้ ีขมุ พลงั ในกำรประมวลผลสูงถึง 122.3 Petaflops และมีกำลงั สูงสุด
ถึง 187.66 Petaflops