Ein Supercomputer ist ein Rechner, der zum Zeitpunkt seiner Inbetriebnahme an der Spitze der weltweit verfügbaren Rechenleistung steht. Wo normale Server einzelne Aufgaben bewältigen, lösen Supercomputer Probleme, die Milliarden von Berechnungen gleichzeitig erfordern: Wettervorhersage, Klimasimulation, Materialforschung oder das Training großer KI-Modelle.
Was einen Supercomputer ausmacht
Ein moderner Supercomputer ist kein exotischer Einzelrechner, sondern ein Cluster aus tausenden Standard-Servern, die über schnelle Verbindungen gekoppelt sind. Die Rechenleistung steckt in vielen Prozessorkernen und Beschleunigern wie GPGPUs; klassische Vektor-Supercomputer verarbeiteten ganze Zahlenfelder in langen Vektorregistern. Programme müssen diese Parallelität ausnutzen — typischerweise mit MPI für die Kommunikation zwischen den Knoten.
Gemessen wird in FLOPS
Die Leistung wird in FLOPS (Gleitkommaoperationen pro Sekunde) angegeben. Die halbjährliche TOP500-Liste rankt die schnellsten Systeme anhand des LINPACK-Benchmarks. Seit Mai 2022 führt der Frontier-Supercomputer am Oak Ridge National Laboratory (ORNL) die Liste an: Er erreichte als erster Rechner überhaupt die Exascale-Marke von einer Trillion Rechenoperationen pro Sekunde (1,1 Exaflops, inzwischen 1,35 Exaflops). Zuvor stand der japanische Fugaku (RIKEN/Fujitsu, ARM-basierte A64FX-Prozessoren) mit 442 Petaflops an der Spitze.
Abgrenzung
Ein Supercomputer ist die eine extrem leistungsfähige Maschine. Das übergeordnete Feld, das solche Systeme betreibt und nutzt, ist High Performance Computing (HPC). Eine verteilte Alternative, die viele normale Computer bündelt, ist Grid-Computing. Physisch untergebracht sind Supercomputer meist in speziell gekühlten Rechenzentren.
Verwandte Grundlagen: Cluster, MPI, HPC, Maschinelles Lernen.