Un calcolatore parallelo può essere considerato come un insieme di vari calcolatori sequenziali interconnessi tra loro, destinati a supportare operazioni parallele, in grado cioè di essere elaborate in modo indipendente una dall’altra; già nel 1963 il Burroughs B5000 era dotato di capacità multiprocessing. Nel 1964 la Control Data Corporation (CDC) rilasciò il 6600, considerato da molti il primo supercomputer: progettato da un certo Seymour Cray, era in grado di raggiungere la strabiliante cifra di 9 milioni di operazioni in virgola mobile al secondo (Mflops). Nel 1969, il CDC 7600, che era in grado di erogare 40 Mflops, aiutò l’uomo ad andare sulla Luna;
L’introduzione delle macchine Multiple Instruction stream Multiple Data (MIMD) rappresentava il passo decisivo verso il modello architetturale che permise di affrontare le grandi sfide computazionali con la flessibilità e la scalabilità necessaria. In effetti, il modello MIMD prevedeva la possibilità di compiere differenti tipi di calcoli simultaneamente su insiemi di dati diversi, attraverso l’utilizzo di una memoria distribuita che poteva scalare in modo pressoché illimitato. Il modello poteva inoltre essere implementato a partire da una rete di workstation interconnesse. Il 1992 vide Intel costruire il suo primo Paragon, un multiprocessor a memoria distribuita basato su processori 32-bit RISC 80860; nel frattempo Thinking Machine installava la sua prima CM-5, anch’essa un’archittettura MIMD. Nel 1993 IBM fece uscire il suo modello di “cluster esteso” SP-1, sistema parallelo basato su processori RISC classe Power e Power2, mentre Cray sviluppava il suo sistema Cray T3D basato su processori RISC classe Alpha, capace di scalare fino a 2048 CPU.
A questo punto l’offerta architetturale era tale da coprire la necessità della maggior parte degli ambiti applicativi: si andava da sistemi composti da migliaia di processori specializzati in grado di compiere operazioni elementari in parallelo, a sistemi con poche decine di CPU che condividono bus e memoria e dotati di capacità vettoriali, a cluster evoluti di processori RISC, passando attraverso modelli ibridi ed esoterici. Tuttavia nessun modello risultava così vincente rispetto agli altri da poter essere considerato la “soluzione definitiva”, l’architettura di riferimento che potesse sgominare gli avversari in ogni ambito applicativo. In questa situazione il problema si spostò sul software: la difficoltà maggiore da parte delle grandi case fu quella di dotare le loro architetture parallele degli strumenti software necessari per modificare l’atteggiamento di parte dei potenziali clienti da curioso interesse a decisa convinzione riguardo alla scelta del loro prossimo supercomputer. Due le componenti software di maggior criticità: lo sviluppo di un sistema operativo single system image e lo sviluppo di compilatori e librerie che garantissero portabilità del codice. La preoccupazione da parte del cliente era il debugging per applicazioni parallele. Quello della portabilità fu un problema molto sentito soprattutto in ambito accademico, dove la disponibilità di budget, e quindi di grandi supercomputer, era sempre stata limitata. Poteva capitare che un ricercatore per un periodo limitato di tempo potesse avere a disposizione tempo macchina su un grande supercomputer, ma chiusasi la finestra temporale nessuno poteva assicurargli che il codice da lui sviluppato potesse girare nuovamente sullo stesso modello di macchina. Quindi, per essere riutilizzabile, il codice, anche se parallelizzato, doveva essere sviluppato utilizzando costrutti e librerie che lo rendessero portabile. Negli anni ‘80 si gettarono le basi per lo sviluppo di ambienti operativi basati sul modello computazionale distribuito, con utilizzo di paradigmi a scambio di messaggi per lo sviluppo di applicazioni parallele in grado di adattarsi a qualsiasi tipo di architettura disponibile, anche se con prestazioni e scalabilità molto diverse.Nel 1988, dei 118 supercomputer installati negli Stati Uniti il 40% veniva utilizzato in ambiente industriale, il 47% da enti governativi e il 13% nelle università. In Giappone, nell’industria era addirittura concentrato il 63% dei supercomputer, mentre in Europa all’attività industriale era dedicato solo il 37%. In Italia i supercalcolatori hanno cominciato a interessare decisamente l’attività industriale nel 1989 con l’acquisto da parte della Fiat di un Cray-2. Il Cray-2 può raggiungere una potenza di punta di 3 gigaflop (3 miliardi di operazioni al secondo) ed è raffreddato con fluoruro di carbonio, un liquido inerte che mantiene la temperatura dei circuiti integrati a 21 °C. A forma di C, è alto 1,2 m, ha un diametro di 1,3 m e pesa, nella configurazione massima di 2,8 tonnellate.
Nel frattempo, e parliamo degli anni ‘90, una nuova rivoluzione tecnologica si stava consumando: la corsa alla velocità aveva trovato come interprete principale le workstation, che per un costo decisamente inferiore cominciavano ad offrire prestazioni paragonabili ai supercomputer, almeno in termini di Megaflops.
