सुपर कंप्यूटर क्या है, कैसे काम करता है, की पूरी जानकारी

सुपर कंप्यूटर में सामान्य उपयोग के कंप्यूटर की तुलना में उच्च स्तर का कंप्यूटिंग क्षमता होती है। इस पोस्ट में हम सुपर कंप्यूटरों के इतिहास, कंप्यूटिंग क्षमता, एप्पलीकेशन आदि के बारे में विस्तार से जानकारी देंगे, और साथ ही भारत के राष्ट्रीय सुपरकंप्यूटिंग मिशन क्या है? इसको भी जानेगें।

सुपर कंप्यूटर क्या है?

सुपर कंप्यूटर क्या है?
  • एक सामान्य उपयोग के कंप्यूटर की और एक सुपर कंप्यूटर या उच्च स्तरीय कंप्यूटिंग क्षमता वाले कंप्यूटर के बीच तुलना करने के लिए, कंप्यूटर की कंप्यूटिंग या गणना करने की क्षमता को FLOPS में मापा जाता है, यहाँ FLOPS का मतलब ‘फ्लोटिंग पॉइंट ऑपरेशंस प्रति सेकंड’ है।
  • तेज गति और बहुत सारी डेटा स्टोर करने की क्षमता सुपर कंप्यूटर के दो प्रमुख विशेषताएं हैं।
  • कंप्यूटिंग क्षमता का मूल्यांकन आमतौर पर पेटाफ्लॉप्स (1 के बाद 15 शून्य) में किया जाता है।
  • एक सुपर कंप्यूटर में सामान्य कंप्यूटर (उपयोग हम दैनिक जीवन में करते हैं) की तुलना में लगभग 250000 गुना ज्यादा मेमोरी का उपयोग होता है।
  • एक सुपर कंप्यूटर को ठंडा रखने के लिए हमें अधिक छमता के कूलिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है।
  • सुपर कंप्यूटर उन समस्याओं या गणनाओं को हल करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिनकी गणना करना एक सामान्य कंप्यूटर के लिए बहुत ज्यादा जटिल और असम्भव जैसा होता है।

सुपर कंप्यूटर का इतिहास

सुपर कंप्यूटर का इतिहास
  • आज बाजार के अधिकांश कंप्यूटर पहले सुपर कंप्यूटर की तुलना में अधिक स्मार्ट और तेज़ हैं और उम्मीद है कि आज का सुपर कंप्यूटर नवाचार (innovation) के इतिहास को दोहराकर भविष्य के कंप्यूटर में बदल जाएगा।
  • पहला सुपर कंप्यूटर 1957 में कंट्रोल डेटा कॉर्पोरेशन (सीडीसी) में सेमुर क्रे द्वारा संयुक्त राज्य अमेरिका के रक्षा विभाग के लिए बनाया गया था।
  • CDC 1604 वैक्यूम ट्यूबों के स्थान पर ट्रांजिस्टर का उपयोग करने की शुरुआत करने वाले पहले कंप्यूटरों में से एक था।
  • 1964 में, Cray’s CDC 6600 ने 3 मिलियन फ्लोटिंग-पॉइंट ऑपरेशन्स प्रति सेकंड (FLOPS) के साथ पृथ्वी के सबसे तेज़ कंप्यूटर के रूप में अपना नाम दर्ज किया।
  • पहले सुपर कंप्यूटर में बहुत कम प्रोसेसर हुआ करते थे लेकिन जैसे-जैसे तकनीक विकसित हुई और वेक्टर प्रोसेसिंग की जगह पैरलल प्रोसेसिंग ने ले ली, और प्रोसेसर का उपयोग कई गुना बढ़ गया, जिसके परिणामस्वरूप वर्तमान दशक के कंप्यूटर सुपर फास्ट सुपर कंप्यूटर हो गए।

भारत में सुपर कंप्यूटर का इतिहास

  • जैसा कि कहा जाता है कि “आवश्यकता सभी आविष्कारों की जननी है”, भारत ने सुपर कंप्यूटरों की ओर अपनी यात्रा की शुरुआत 1970 के दशक में परमाणु परीक्षणों के बाद शुरू की, क्योंकि परमाणु परीक्षण के बाद भारत पर हथियारों की खरीद पर लगाये गए प्रतिबंध के कारण भारत अमेरिका से क्रे सुपर कंप्यूटरों का आयात नही कर सका।
  • उनका कहना था कि भारत सुपर कंप्यूटर का उपयोग नागरिक उद्देश्यों के बजाय सैन्य विकास के लिए भी कर सकता है।
  • विचार का दौर 1980 के दशक में शुरू किया गया था।
  • पहली बार स्वदेशी सुपर कंप्यूटर को 1991 में सेंटर फॉर डेवलपमेंट ऑफ़ एडवांस्ड कंप्यूटिंग के द्वारा विकसित किया गया था जिसे PARAM 8000 नाम दिया गया।
  • सुपर कंप्यूटर के विकास में रूस ने भारत की सहायता की और PARAM 8000 को रूसी सहयोग के तहत 1991 में ICAD मास्को में स्थापित किया गया था।
  • 2007 में, भारत ने सुपर कंप्यूटर की गति के लिए शीर्ष 10 स्थान बनाए।
  • वर्तमान [2019] में, भारत में चार सुपर कंप्यूटर हैं जो दुनिया के सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों की शीर्ष 500 सूची में सूचीबद्ध हैं। चार कंप्यूटरों के साथ, भारत शीर्ष 500 सूची में 13 वें स्थान पर है, चीन 227 सुपर कंप्यूटरों के साथ शीर्ष पर है।

कंप्यूटर की तुलना में सुपर कंप्यूटर कितने शक्तिशाली हैं?

  • साधारण कंप्यूटर की छमता को आम तौर पर MIPS (million instructions per second) में दर्शाया जाता है।
  • MIPS से मतलब प्रोग्रामिंग कमांड के बारे में है (रीड, राइट, स्टोर, आदि)।
  • इसलिए कंप्यूटरों की तुलना MIPS की संख्या के आधार पर की जाती है।
  • सुपरकंप्यूटरों को एक अलग तरीके से रेट किया गया है क्योंकि वे वैज्ञानिक और कुछ जटिल गणनाओं के लिए तैयार किये जाते हैं।
  • उन्हें प्रति सेकंड फ्लोटिंग पॉइंट ऑपरेशन (FLOPS) की संख्या के अनुसार मापा जाता है।

दुनिया के शीर्ष 3 सुपर कंप्यूटर

1. SUMMIT, OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY (USA)

SUMMIT Supercomputer

आज दुनिया का सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर का नाम समिट (Summit) है, जो कि आईबीएम द्वारा अमेरिकी ऊर्जा विभाग के ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी के लिए बनाया गया है । यह दो बास्केटबॉल कोर्ट के बराबर जगह जितना है। इस सुपर कंप्यूटर में 2.41 मिलियन कोर और इसकी छमता 148.6 पेटाफ्लॉप्स है।

2. सिएरा, लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (यूएसए)

कैलिफोर्निया की लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी में स्थित सिएरा, वर्तमान में दूसरा सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर है, जिसका निर्माण IBM द्वारा किया गया है। समिट-जैसे हार्डवेयर के साथ इसकी गणना छमता 94.6 पेटाफ्लॉप्स की है।

Sierra Supercomputer

3. SUNWAY TAIHULIGHT, नेशनल सुपरकंप्यूटिंग सेंटर (वूशी, चीन)

SUNWAY TAIHULIGHT Supercomputer

2018 में समिट (Summit), और सिएरा के सेवा में आने से पहले, चीन का SUNWAY TAIHULIGHT सुपरकंप्यूटिंग में सबसे आगे था, जो कि नेशनल सेंटर फॉर इंजीनियरिंग रिसर्च एंड पैरेलल कंप्यूटिंग टेक्नोलॉजी द्वारा निर्मित और वूशी में नेशनल सुपरकंप्यूटिंग सेंटर में स्थापित किया गया था। इसकी कंप्यूटिंग छमता 93 पेटाफ्लॉप्स की है।

एक सुपर कंप्यूटर के अनुप्रयोग क्या हैं?

शैक्षणिक अनुसंधान: ऐसी घटनाओं को देखने और अनुकरण करने के लिए जो बहुत बड़ी हैं, बहुत छोटी हैं, बहुत तेज हैं, या प्रयोगशालाओं में निरीक्षण करने के लिए बहुत धीमी हैं। उदाहरण के लिए, खगोलविद सुपर कंप्यूटर का उपयोग “टाइम मशीन” के रूप में करते हैं ताकि हमारे ब्रह्मांड के अतीत और भविष्य का पता लगाया जा सके। एक अन्य महत्वपूर्ण क्षेत्र क्वांटम यांत्रिकी है।

मौसम और जलवायु मॉडलिंग कई कारकों और उनके अंतर्संबंधों का विश्लेषण करके बेहतर सटीकता के साथ पूर्वानुमान लगाने के लिए।

गतिशील मॉडल का उपयोग करके मानसून का पूर्वानुमान ।

हवाई जहाज और अंतरिक्ष यान वायुगतिकी अनुसंधान और विकास, इसलिए बेहतर सुरक्षा मानकों और अच्छी कनेक्टिविटी जिससे परिवहन में आसानी होती है।

परमाणु विखंडन और संलयन प्रक्रियाओं का अनुकरण, इसलिए बेहतर परमाणु अवसंरचना मॉडल प्रदान करना और राष्ट्र की ऊर्जा सुरक्षा में मदद करना।

1994 में, एक सुपरकंप्यूटर का उपयोग वैज्ञानिकों को बृहस्पति के साथ धूमकेतु के टकराने के बारे में सचेत करने के लिए किया गया था, जिससे उन्हें उपयोगी विश्लेषण और पृथ्वी के साथ भविष्य के धूमकेतु के टकराव की भविष्यवाणी करने में इसके अनुप्रयोग को देखने और रिकॉर्ड करने के लिए तैयार करने का समय मिल गया।

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