מה זה מחשב על?

אם אתם מעוניינים בתמונה שלמה של עולם המחשוב, אתם חייבים להכיר את נושא מחשבי העל. זאת, מאחר שמדובר בתחום טכנולוגי מיוחד, שגם שונה במובנים מסוימים מהמחשוב הרגיל וגם חשוב ביותר. זהו בדיוק הקצה השני של האפשרויות, ביחס למחשבים אישיים, סמארטפונים ואפילו שרתים עסקיים פשוטים. כך שאם אתם מתעניינים בעולם המחשוב, אולי בלימודים בתחום זה, היכרות עם נושא מחשבי העל תרחיב את האופקים ותסייע.

קצת היסטוריה

במסגרת לימודי מדעי המחשב בוודאי תשמעו בשלב מוקדם למדי, על ההיסטוריה המעניינת של תחום זה. יספרו לכם על המחשבים הראשונים, שהיו למעשה מכונות מסורבלות וגדולות למדי. כמה גדולות? תחשבו במונחים של ארונות ושל הקצאת חדרים במיוחד עבורם. בעוד שעזרי חישוב ישנים דוגמת חשבונייה הצטיינו בגודל קטן וניידות, עולם המחשוב התחיל היישר מקנה מידה גדול וממחשוב סטאטי במובהק. כך המצב עד היום בכל הנוגע למחשבי העל, שהם ממשיכי דרכם של חלוצים אלה. הטכנולוגיה שמאחוריהם, התקדמה כמובן גם היא בצעדים גדולים. בהתחלה היה מדובר על דברים כמו כרטיסיות ניקוב, חלקים אלקטרו מכאניים שונים, רכיבים חשמליים אקזוטיים כמו שפורפרות ריק ומדיות אחסון ענקיות. עם הזמן ועד היום, הדברים הפכו להיות הרבה יותר קומפקטיים ואחידים וכמעט ללא חלקים נעים. זהו בעצם עולם האלקטרוניקה המודרני.

מתחילים בגדול

ההייטק הישראלי התחיל בשלב מוקדם מאוד. למעשה, בשלב מוקדם להפתיע והיישר עם סוג המחשבים החזק ביותר בזמנו. המחשב הראשון בארץ, הופעל כבר בשנת 1955 במכון וייצמן. מחשב זה תוכנן ונבנה בהובלת המכון עצמו והוא היה ידוע בשם ויצק. ויצק הופעל למטרות מחקר אקדמי, שהן עדיין בין המטרות העיקריות של הפעלת מחשבי על. אמנם יכולתו הייתה חלשה בהרבה ממה שכיום מכונה מחשבי על, אבל משם זה התחיל. בהמשך, דובר על מחשב דומה עבור הצבא. רעיון זה זכה לביקורת ציבורית רבה, כולל מגורמים בצמרת צה"ל. זאת, עקב המחיר הגבוה ומאחר שהשימושים למערכות כאלה עוד לא היו מוכרים מספיק. למרות זאת, כבר בשנת 1961, הייתה לצה"ל יחידת מחשבים (ממר"ם) וגם מחשב ראשון עבורה מסוג זה. מחשב זה, בשונה מויצק של מכון וייצמן, נרכש בחו"ל. אחריו נבנו ופעלו במכון וייצמן עוד שני ממשיכי דרך - המחשב גולם א (1963 עד 1966) והמחשב גולם ב (1974 עד 1983).

למה מחשב על?

כיום, אפילו מחשבים אישיים מסוגלים לספק יותר כוח מחשוב, מאשר יכלו המחשבים החזקים ביותר, בראשית הדרך. אז מדוע בעצם עדיין ישנה קטגוריה נפרדת של מחשבי על?

• בכדי לחסוך בזמן - הצפנה עשויה להיות ברת פיצוח בשיטות ידועות שונות, אך באופן שידרוש זמן רב במיוחד. תארו לעצמכם מצב בו צבא משיג בזמן מלחמה תכתובת מוצפנת, על תכניות פעולה של יחידת אויב. אם ייקח שבוע לפענח זאת, התכניות כבר עשויות להיות שונות לגמרי. פתרון אפשרי: להפעיל מעבדים רבים במקביל, בכדי לחסוך בזמן. לפרק משימות תובעניות במיוחד, כן שהן יעברו עיבוד בחלקים שונים של המערכת. בדוגמה זו ואחרות, מחשוב על חוסך עבור המשתמשים בו זמן יקר.
• להתמודד עם היקפי מידע עצומים - אם נדרש עיבוד של היקפי מידע גדולים במיוחד, למשל עבור סימולציות. בסימולציות כאלה, למשל של גלקסיות בתנועה, מעובדים בזמן אמת היקפי מידע אדירים, במקביל.
• תקציב - חלק גדול מהמשימות שעבורן משתמשים במחשבי על, הן ביוזמת גופים עתירי תקציב. אלה גם פעמים רבות משימות חיוניות במיוחד, דוגמת מטלות צבאיות דחופות. כך שהתקצוב לכך הוא לרוב גבוה יותר, מאשר תקצוב רגיל של מחשוב עסקי. גם בהקשר עסקי, מחשבי על עשויים לספק יתרון תחרותי, אשר יתבטא היטב מבחינה כספית. כך שגם כאן מושקעים לעתים תקציבים גדולים מהרגיל. היכן שיש ביקוש וגם תקציב, פורח שוק שנותן לכך מענה.

המצב כיום

מחשבי העל צברו בהדרגה עוצמה, אשר הגיעה ממעבדים חזקים יותר ויותר. עם זאת, הדגש עבר עם הזמן לעיבוד במקביל וכך זה גם כיום. כלומר, מחשב על הוא לא מחשב עם מעבד אחד, סופר מהיר. במקום זאת, הוא למעשה מערכת שרתים, שבכל אחד מהם מעבד מרובה ליבות. כל ליבה יכולה לפעול במקביל לאחרות וניתן להוסיף במידת הצורך עוד שרתים. לרוב, מחשבי העל משמשים כיום עבור מטרות של מחקר אקדמי, חישובים שונים בתחומי בטחון וצבא וגם בעולם העסקי. הם בולטים במיוחד למטרות ספציפיות, כגון סימולציות מורכבות וחיזוי מזג אוויר. לעתים, מחשבי על נבנים במיוחד עבור מטרה אחת. למשל מחשב העל הידוע Deep Blue של IBM, אשר נבנה בכדי לנצח את אלוף העולם בשחמט. הוא הצליח אגב ובכך עשה היסטוריה. 

שלוש עובדות מעניינות

• רוב מחשבי העל מבוססים על מערכת ההפעלה בקוד פתוח לינוקס.
• רוצים מחשב על? אולי אין לכם תקציב לקנות אחד, אבל לשכור ולהשתמש מרחוק מסתבר שאפשר. זאת, תודות לטכנולוגית מחשוב הענן.
• פלופ היא מילת סלנג, אשר מתייחסת לכישלון. בתחום מחשבי העל זה דווקא טוב. מהירותם נמדדת ב-FLOPS או Floating Point Operations Per Second.

עוד על מזעור

למרות שמחשבי על הם מוצרים גדולים יחסית, אין זאת אומרת שמזעור לא נלקח לגביהם בחשבון. ראשית, הם נהנו לאורך השנים באופן טבעי, ממגמות המזעור בעולם המחשוב בכלל. שנית, ציוד מחשוב צורך חשמל רב ובוודאי ציוד בהיקף גדול כמו מחשב על. טבעי שמעוניינים לצמצם זאת. בנוסף, מחשבים פולטים לא מעט חום והדבר מחייב שימוש במערכות מיזוג ובקרת אקלים, שמוסיפות להוצאות. גם בהיבט זה, משתדלים לצמצם את פליטת החום כבר במקור. לכך ניתן להוסיף גם את שטח הרצפה שמחשבי העל תופסים, שגם הוא כמובן לא מגיע בחינם.