Super computer kya hai? What is Super Computer in Hindi? 

Super computer kya hai? What is Super Computer in Hindi? – सुपर कंप्यूटर(Super computer) आज के समय में मौजूद सबसे शक्तिशाली कंप्यूटर हैं। वे विशाल मशीनें हैं जो अविश्वसनीय रूप से जटिल गणना करने और बिजली की गति से आश्चर्यजनक मात्रा में डेटा संसाधित करने में सक्षम हैं। लेकिन वास्तव में सुपर कंप्यूटर क्या हैं और वे नियमित Computer से कैसे भिन्न हैं? यह व्यापक मार्गदर्शिका सुपर कंप्यूटर की दुनिया – उनके इतिहास, क्षमताओं, अनुप्रयोगों, फायदे और सीमाओं – के बारे में गहराई से जानकारी प्रदान करेगी। इन तकनीकी चमत्कारों के बारे में जानने के लिए आगे पढ़ें जो कंप्यूटिंग शक्ति की सीमाओं को आगे बढ़ा रहे हैं।

सुपरकंप्यूटर का संक्षिप्त इतिहास (Brief History of Supercomputers)

पहला Super Computer 1960 के दशक में सेमुर क्रे नामक इंजीनियर द्वारा विकसित किया गया था। उन्होंने कंट्रोल डेटा कॉरपोरेशन में काम करते हुए 1964 में सीडीसी 6600 को डिजाइन किया – यह पहले वाणिज्यिक सुपर कंप्यूटरों में से एक था। सीडीसी 6600 की लागत लगभग $8 मिलियन डॉलर (आज के डॉलर में लगभग $67 मिलियन) थी और यह 3 मिलियन FLOPS (फ़्लोटिंग पॉइंट ऑपरेशंस प्रति सेकंड) तक संचालित होता था। यह पिछले कंप्यूटरों की तुलना में एक बड़ी छलांग थी।

1976 में, क्रे ने क्रे रिसर्च नामक अपनी कंपनी बनाने के लिए सीडीसी छोड़ दिया। चार साल बाद 1980 में, उन्होंने क्रे-1 सुपरकंप्यूटर जारी किया जो उस समय के किसी भी अन्य सुपरकंप्यूटर की तुलना में काफी तेज़ था और 160 मिलियन फ्लॉप्स तक प्रदर्शन करता था। क्रे-1 के अद्वितीय सी-आकार के डिज़ाइन ने अधिक हार्डवेयर को एक कॉम्पैक्ट स्थान में पैक करते हुए इसे कुशलतापूर्वक ठंडा करने की अनुमति दी।

Super computer kya hai? अगले कुछ दशकों में सुपरकंप्यूटिंग शक्ति में तेजी से वृद्धि जारी रही। 1996 में, इंटेल के एएससीआई रेड सुपरकंप्यूटर ने टेराफ्लॉप बैरियर (प्रति सेकंड एक ट्रिलियन फ्लोटिंग पॉइंट ऑपरेशन) को तोड़ दिया। ठीक 9 साल बाद 2005 में, ब्लू जीन/एल 280.6 टेराफ्लॉप्स पर संचालित हुआ। प्रगति सचमुच आश्चर्यजनक रही है।

आज, दुनिया का सबसे तेज़  कंप्यूटर जापान का फुगाकू है जो प्रति सेकंड 442 पेटाफ्लॉप्स या 442 क्वाड्रिलियन फ्लोटिंग पॉइंट ऑपरेशन करता है! यह मूल क्रे-1 से 37,000 गुना अधिक तेज़ है।

Super Computer को “Super” क्या बनाता है? 

तो वास्तव में एक मशीन को Super Computer कहलाने की योग्यता क्या है? हालाँकि इसकी कोई कठोर परिभाषा नहीं है, सुपर कंप्यूटर में आम तौर पर निम्नलिखित प्रमुख विशेषताएं होती हैं जो उन्हें रोजमर्रा के कंप्यूटर से अलग करती हैं:

• अत्यधिक प्रसंस्करण शक्ति – super computer kya hai?  स्पष्ट रूप से उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वे प्रति सेकंड सैकड़ों ट्रिलियन से लेकर क्वाड्रिलियन तक गणनाएँ कर सकते हैं। यह कच्ची प्रसंस्करण मांसपेशी उन्हें सबसे शक्तिशाली डेस्कटॉप पीसी से भी अलग करती है।
• बड़े पैमाने पर समानांतर प्रसंस्करण – कंप्यूटर एक साथ जुड़े हजारों प्रोसेसर का उपयोग करते हैं जो जटिल समस्याओं के विभिन्न हिस्सों से निपटने के लिए एक साथ काम करते हैं। यह उन्हें एकल प्रोसेसर से कहीं अधिक गति प्राप्त करने की अनुमति देता है।
• विशिष्ट आर्किटेक्चर –  कंप्यूटर का हार्डवेयर आर्किटेक्चर वर्कफ़्लो को अनुकूलित करने के लिए अत्यधिक अनुकूलित है। प्रोसेसर के बीच इंटरकनेक्ट अत्यधिक उच्च डेटा स्थानांतरण गति की अनुमति देता है। उन्नत शीतलन कंप्यूटर की विशाल शक्ति तीव्र गर्मी पैदा करती है जिसके लिए विशेष शीतलन की आवश्यकता होती है। जल शीतलन, प्रशीतन और नवोन्मेषी वायुप्रवाह डिज़ाइन जैसी विधियाँ तापमान को नियंत्रित करने में मदद करती हैं।
• समर्पित बुनियादी ढांचा – कंप्यूटर में अक्सर अपने मांग वाले कार्यभार का समर्थन करने के लिए उच्च बैंडविड्थ कनेक्शन, बैकअप बिजली आपूर्ति और उच्च क्षमता डिस्क स्टोरेज जैसे समर्पित बुनियादी ढांचे होते हैं।

सुपर कंप्यूटर के वास्तविक-विश्व अनुप्रयोग

सुपर कंप्यूटर की अभूतपूर्व गति उन्हें जटिल, मांग वाली कम्प्यूटेशनल समस्याओं से निपटने में सक्षम बनाती है जो सामान्य कंप्यूटर पर असंभव होगी। यहां वास्तविक दुनिया के महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

• मौसम का पूर्वानुमान – सटीक मौसम और जलवायु मॉडल बनाने के लिए वायुमंडल और महासागर डेटा के विशाल भंडार का विश्लेषण करने की आवश्यकता होती है। 
• एयरोस्पेस इंजीनियरिंग – कुशल विमान और अंतरिक्ष यान को डिजाइन करने के लिए आवश्यक जटिल वायुगतिकीय सिमुलेशन सुपरकंप्यूटिंग शक्ति पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं।
• परमाणु सिमुलेशन – सुपरकंप्यूटर मॉडलिंग परमाणु विखंडन प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने में मदद करता है। यह राष्ट्रीय सुरक्षा अनुप्रयोगों के साथ-साथ परमाणु ऊर्जा अनुसंधान के लिए भी महत्वपूर्ण है।
• आणविक मॉडलिंग – प्रोटीन और आनुवंशिक संरचनाओं का विस्तृत मॉडलिंग बायोइंजीनियरिंग और फार्मास्युटिकल अनुसंधान में सहायता करता है। ऐसे विशाल आणविक गतिशीलता सिमुलेशन को चलाने के लिए गंभीर संख्या क्रंचिंग क्षमताओं की आवश्यकता होती है।
• मशीन लर्निंग – जटिल मशीन लर्निंग और कृत्रिम बुद्धिमत्ता एल्गोरिदम का प्रशिक्षण अक्सर क्लाउड में  कंप्यूटर के नेटवर्क का लाभ उठाता है। सेल्फ-ड्राइविंग कार विकास इसका एक उदाहरण है।

चिकित्सा से लेकर अर्थशास्त्र से लेकर पर्यावरण विज्ञान तक, कंप्यूटर पारंपरिक प्रणालियों से परे मॉडलिंग और डेटा विश्लेषण कार्यभार को संभालकर सभी क्षेत्रों में बड़ी प्रगति कर रहे हैं। वे आज वैज्ञानिक अनुसंधान और व्यावसायिक अनुप्रयोगों दोनों के लिए एक अनिवार्य उपकरण हैं।

सुपर कंप्यूटर की विशेषता एवं महत्व (Features and Importance of Super Computer)

आइए Super Computer द्वारा प्रदान किए जाने वाले कुछ प्रमुख लाभों पर नजर डालें:

1. सटीकता (Accuracy)

सुपर कंप्यूटर की शक्तिशाली कम्प्यूटेशनल शक्ति वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को अत्यधिक विस्तृत मॉडल बनाने और परीक्षण करने की अनुमति देती है। एक सिमुलेशन जितना सटीक रूप से वास्तविक दुनिया प्रणालियों की जटिलता की नकल करता है, उतनी ही अधिक अंतर्दृष्टि इससे प्राप्त की जा सकती है। उच्च निष्ठा मॉडलिंग से बेहतर डिज़ाइन और पूर्वानुमान क्षमताएं प्राप्त होती हैं।

2. गति (Speed)

सुपर कंप्यूटर नियमित कंप्यूटर की तुलना में हजारों गुना तेजी से गणना कर सकते हैं। जटिल कार्यों को हफ्तों या महीनों के बजाय घंटों में पूरा करने से नवाचार की गति तेज हो जाती है। गति अधिक परिदृश्यों का परीक्षण करने में भी सक्षम बनाती है।

3. सुरक्षा (Security)

विशाल एन्क्रिप्शन क्षमताएं कंप्यूटर को वर्गीकृत डेटा को संभालने के लिए उपयुक्त बनाती हैं। सरकारी एजेंसियां ​​क्रिप्टोएनालिसिस और दुश्मन कोड को क्रैक करने के लिए उनका लाभ उठाती हैं। उनकी पृथक वास्तुकला सुरक्षा में भी मदद करती है।

4. डाटा प्रोसेसिंग (Data Processing)

सुपरकंप्यूटर की विशाल डेटा प्रोसेसिंग क्षमताएं मौसम विज्ञान, आनुवंशिकी और कृत्रिम बुद्धिमत्ता जैसे क्षेत्रों के पीछे विशाल डेटासेट का विश्लेषण करने में सहायता करती हैं। पैटर्न की पहचान करने और अंतर्दृष्टि प्राप्त करने में सामान्य कंप्यूटर पर असंभव रूप से लंबा समय लगेगा।

5. जटिल कार्य (Complex Tasks)

कंप्यूटर जटिलता में उत्कृष्टता प्राप्त करते हैं। अशांत वायुप्रवाह और क्रैश सिमुलेशन जैसी मॉडलिंग घटनाएं कम्प्यूटेशनल रूप से बेहद गहन हैं। कोई भी अन्य सिस्टम ऐसे जटिल मॉडलिंग को निष्पादित नहीं कर सकता है।

6. स्थायित्व (Durability)

सुपर कंप्यूटर मजबूत, उच्च-विश्वसनीयता वाले घटकों और त्रुटि-सुधार करने वाली मेमोरी का उपयोग करते हैं। निरर्थक प्रणालियाँ विफलताओं को रोकती हैं। इन्हें उत्कृष्ट अपटाइम के साथ लगभग निरंतर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

7. समय की बचत (Time Saving)

कंप्यूटर की कच्ची गति उन्हें उन कार्यों को घंटों में पूरा करने की अनुमति देती है जो मुख्यधारा के कंप्यूटरों पर महीनों तक चलते हैं। यह तेज़ उत्पाद विकास चक्र और अनुसंधान प्रगति को सक्षम बनाता है।

8. पर्यावरण संरक्षण (Eco-friendly)

मौसम विज्ञान और जलवायु मॉडलिंग पर्यावरणीय खतरों की भविष्यवाणी करने और उनके लिए तैयारी करने में मदद करता है।  कंप्यूटर द्वारा संचालित सटीक कृषि संसाधनों का संरक्षण भी करती है।

9. आभासी परीक्षण (Virtual Testing)

सुपरकंप्यूटर सिमुलेशन उन परिदृश्यों के लिए एक आभासी परीक्षण प्रदान करता है जो बहुत खतरनाक, महंगे या भौतिक रूप से दोहराने में असंभव हैं। उदाहरणों में दवा परीक्षण और परमाणु परीक्षण शामिल हैं। इन जैसी क्षमताओं के लिए धन्यवाद, सुपर कंप्यूटर आज उच्च प्रभाव वाले अनुप्रयोगों की विविध श्रृंखला में अत्यधिक मूल्य प्रदान करते हैं।

विश्व का पहला Super Computer कब और किसने बनाया?

व्यापक रूप से Super Computer माना जाने वाला पहला कंप्यूटर सीडीसी 6600 था, जिसे 1964 में सेमुर क्रे द्वारा विकसित किया गया था। क्रे उस समय कंट्रोल डेटा कॉर्पोरेशन, एक प्रारंभिक कंप्यूटिंग कंपनी के लिए काम कर रहे थे।

सीडीसी 6600 आर्किटेक्चर में क्रे द्वारा पेश किए गए कुछ प्रमुख नवाचारों में शामिल हैं:

• लॉजिक गेट और फ्लिप फ्लॉप के लिए नए डिज़ाइन के साथ छोटे, तेज़ सर्किट
• एयरफ्लो कूलिंग को अनुकूलित करने के लिए एक कॉम्पैक्ट, अद्वितीय बेलनाकार डिजाइन
• समानता और संसाधनों का उच्च उपयोग प्राप्त करने के लिए पाइपलाइनिंग
• सीपीयू से डेटा को सीधे छोटे स्थिर रैम बैंकों में कैश करके धीमी मेमोरी एक्सेस को दरकिनार करना
• 10 अलग-अलग कार्यात्मक इकाइयों के माध्यम से अधिक समानता जो समवर्ती रूप से काम कर सकती हैं

सीडीसी 6600 ने अपनी रिलीज के बाद उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग बाजार पर तेजी से हावी हो गया। 1960 के दशक में 100 से अधिक इकाइयाँ 8 मिलियन डॉलर में बेची गईं, जो एक बड़ी रकम थी। इसका उपयोग सरकारी एजेंसियों और अनुसंधान संस्थानों द्वारा मौसम की भविष्यवाणी से लेकर परमाणु हथियार डिजाइन तक हर चीज पर काम करने के लिए किया जाता था। सेमुर क्रे ने 1972 में सीडीसी छोड़ दिया और क्रे रिसर्च की स्थापना की, जहां उन्होंने क्रे-1 जैसे और भी तेज़ सुपर कंप्यूटर का निर्माण किया। लेकिन अग्रणी सीडीसी 6600 ने सुपरकंप्यूटिंग के युग की शुरुआत की, जैसा कि हम आज जानते हैं।

सुपर कंप्यूटर के प्रकार 

आधुनिक कंप्यूटर के निर्माण में कुछ अलग-अलग वास्तुशिल्प दृष्टिकोणों का उपयोग किया जाता है:

वेक्टर प्रसंस्करण

क्रे-1 जैसे शुरुआती कंप्यूटर वेक्टर प्रोसेसर थे। वे पाइपलाइनिंग और समानांतर निष्पादन इकाइयों का उपयोग करके वैक्टर – डेटा के रैखिक सरणी – पर काम करते हैं।

व्यापक रूप से समानांतर प्रसंस्करण (एमपीपी)

एमपीपी सिस्टम में एक साथ नेटवर्क से जुड़े हजारों ऑफ-द-शेल्फ सीपीयू शामिल होते हैं। प्रत्येक नोड समस्या का हिस्सा संसाधित करता है। यह एक अत्यधिक स्केलेबल मॉडल है जो एमपीपी सुपरकंप्यूटर को हजारों नोड्स तक विस्तारित करने की अनुमति देता है।

विशिष्ट त्वरक

एक्सेलेरेटर समर्पित हार्डवेयर हैं जो विशिष्ट प्रकार के कंप्यूट वर्कलोड को तेजी से संसाधित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। उदाहरणों में ग्राफिक्स के लिए जीपीयू और मशीन लर्निंग के लिए टीपीयू शामिल हैं। एक्सेलेरेटर-आधारित सिस्टम आज सुपरकंप्यूटिंग पर हावी हैं। आर्किटेक्चर की यह विविधता विभिन्न आवश्यकताओं के अनुरूप  कंप्यूटर डिजाइन करने की अनुमति देती है। 

सुपर कंप्यूटर के कुछ उदाहरण क्या हैं?

आइए पिछले कुछ वर्षों में कुछ प्रसिद्ध सुपर कंप्यूटरों पर नजर डालें:

• सीडीसी 6600 – 1964 में सेमुर क्रे द्वारा विकसित पहला “सुपरकंप्यूटर”। इसकी गति 3 मिलियन फ्लॉप्स तक है।
• क्रे-1 – 1976 में क्रे रिसर्च द्वारा लॉन्च किया गया प्रतिष्ठित सी-आकार का सुपरकंप्यूटर। 160 एमएफएलओपीएस पर संचालित।
• आईबीएम रोडरनर – एएमडी ओपर्टन सीपीयू के साथ विशेष सेल प्रोसेसर का उपयोग करने वाला हाइब्रिड  कंप्यूटर। 2008 में पेटाफ्लॉप मील का पत्थर छूने वाले पहले व्यक्ति।
• तियान्हे-2 – इंटेल ज़ीऑन सीपीयू और ज़ीऑन फी एक्सेलेरेटर द्वारा संचालित चीनी सुपरकंप्यूटर। 2013 से 2016 तक दुनिया के सबसे तेज़ सुपरकंप्यूटर का दर्जा दिया गया।
• समिट – 27,000 से अधिक NVIDIA GPU के साथ IBM द्वारा निर्मित दिग्गज ~200 पेटाफ्लॉप प्रदर्शन प्रदान करता है।
• फुगाकु – जापानी एआरएम-आधारित सुपरकंप्यूटर आज #1 स्थान पर है। 

यह संक्षिप्त सूची सुपरकंप्यूटिंग के तीव्र विकास पर प्रकाश डालती है। केवल 50 वर्षों में, गति 1960 के दशक के मेगाफ्लॉप से ​​बढ़कर पेटाफ्लॉप हो गई है!

Super Computer के मुख्य कार्य kya hai?

जबकि सुपरकंप्यूटर आर्किटेक्चर अलग-अलग होते हैं, अधिकांश को निम्नलिखित मुख्य क्षमताओं में उत्कृष्टता प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है:

• संख्या क्रंचिंग – बड़ी संख्या में चर के साथ अत्यधिक जटिल सिमुलेशन चलाना। मौसम की भविष्यवाणी एक उदाहरण है.
• बड़े डेटा प्रोसेसिंग – विशाल संरचित और असंरचित डेटासेट में पैटर्न का विश्लेषण, सहसंबंध और पहचान करना।
• मॉडलिंग भौतिकी – वायुगतिकी, परमाणु प्रतिक्रिया, ब्रह्मांड विज्ञान समस्याओं जैसी भौतिक प्रणालियों का अनुकरण।
• ग्राफिक्स रेंडरिंग – समानांतर जीपीयू का लाभ उठाते हुए अल्ट्रा-हाई फिडेलिटी विज़ुअलाइज़ेशन और 3डी एनिमेशन उत्पन्न करना।
• डेटा एन्क्रिप्शन – अविश्वसनीय गति से क्रूर बल का उपयोग करके क्रिप्टोग्राफी को क्रैक करना और डेटा को एन्क्रिप्ट/डिक्रिप्ट करना।
• प्रशिक्षण एआई – सेल्फ-ड्राइविंग कारों जैसे गहन शिक्षण मॉडल को प्रशिक्षित करने के लिए अत्यधिक समानांतर प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता होती है।

Super Computer के नुकसान

हालाँकि, सुपर कंप्यूटर के नुकसान भी हैं:

• महँगा – कंप्यूटर के निर्माण और संचालन में दसियों से करोड़ों डॉलर की लागत आती है। इसलिए अधिकांश संगठनों के लिए पहुंच पहुंच से बाहर है।
• विशिष्ट विशेषज्ञता –  कंप्यूटर को चलाने के लिए सॉफ्टवेयर को कोड करने और प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए विशेष तकनीशियनों की आवश्यकता होती है।
• सीमित अनुप्रयोग – गैर-वैज्ञानिक, गैर-शोध अनुप्रयोगों के लिए उनकी वास्तुकला अत्यधिक है। वेब या डेटाबेस सर्वर को ऐसी शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है।

उन चुनिंदा संगठनों के लिए जो बिल का भुगतान कर सकते हैं, सुपर कंप्यूटर बेजोड़ कंप्यूटिंग शक्ति प्रदान करते हैं।

Super Computer kya hai? और Super Computer का भविष्य

यहाँ से सुपरकंप्यूटिंग कहाँ जाती है? नवाचार के कुछ आगामी क्षेत्रों में शामिल हैं:

• एक्सास्केल कंप्यूटिंग – एक्साफ्लॉप्स बाधा को पार करने वाले कंप्यूटर आणविक मॉडलिंग, मौसम विज्ञान और बहुत कुछ में नई संभावनाएं खोलेंगे।
• विशिष्ट एआई चिप्स – गहन शिक्षण और तंत्रिका नेटवर्क के लिए अनुकूलित हार्डवेयर इसलिए अगली पीढ़ी के एआई अनुप्रयोगों को शक्ति प्रदान करेगा।
• 3डी चिप स्टैकिंग – 3डी स्टैक्ड परतों में प्रसंस्करण इकाइयों को लंबवत रूप से एकीकृत करने से गति और दक्षता बढ़ जाती है।
• फोटोनिक्स – फोटॉन के माध्यम से डेटा संचारित करने वाले ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट इलेक्ट्रॉनिक सिग्नलिंग से बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं।
• उन्नत शीतलन – अधिक कुशल ताप और शीतलन तंत्र विकसित करने से बिजली को और अधिक बढ़ाने में मदद मिलेगी।

कंपनियों और सरकारों द्वारा भारी निवेश जारी रखने के साथ, Super Computer kya hai?  निकट भविष्य के लिए उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग की सीमा का विस्तार करते रहेंगे।

निष्कर्ष (Conclusion) 

1960 के दशक में मामूली शुरुआत से शुरू होकर, Computer एक प्रमुख प्रौद्योगिकी स्तंभ बन गया है जो विज्ञान, इंजीनियरिंग, एआई और अन्य क्षेत्रों में बड़ी छलांग लगाने में सक्षम है। उनके विशिष्ट, अति-समानांतर आर्किटेक्चर मुख्यधारा के कंप्यूटरों की तुलना में बहुत तेज कम्प्यूटेशनल गति प्रदान करते हैं। हालाँकि, सुपरकंप्यूटिंग की कीमत बहुत अधिक है – बड़ी, जटिल मशीनों की कीमत दसियों से लेकर सैकड़ों करोड़ तक होती है। पहुंच काफी हद तक चुनिंदा अनुसंधान संस्थानों, विश्वविद्यालयों और गहरी जेब वाली निजी कंपनियों तक ही सीमित है। लेकिन मॉडलिंग, सिमुलेशन, बड़े डेटा और क्रिप्टोग्राफी के अत्याधुनिक काम करने वालों के लिए, कंप्यूटर एक कंप्यूटिंग पवित्र कब्र है जो ऐसी सफलताओं को सक्षम बनाता है जो अन्यथा संभव नहीं हैं।