Per supercalcolatore si intende di un calcolatore elettronico digitale caratterizzato da altissima velocità di elaborazione e da strutture logiche di funzionamento più evolute di quelle dei normali calcolatori. Mentre nei personal computer la velocità operativa è generalmente limitata ad alcune centinaia di flop, nei mainframes, usati per gestire enormi quantità di dati e per eseguire complessi calcoli scientifici, nel caso dei più potenti sistemi, si raggiungono quasi 380 Tera Flops, quasi 400000 miliardi di operazioni al secondo! Il Roadrunner che dal 2008 mantiene il primato, può superare il petaflop.

Le simulazioni con i supercomputer permettono di calcolare,oltre a problemi inirenti nel campo miilitare anche a scopi civili come la diffusione di sostanze nocive nel terreno e di prevedere quanto tempo è necessario per la loro degradabilità. Possono calcolare i flussi di magma sotto la crosta terrestre, simulare la formazione delle galassie, prevedere ciò che succede durante un’esplosione di supernova o calcolare le conseguenze dell’impatto dei laser su diversi materiali, aspetto molto importante per processi come lo sviluppo degli acceleratori di particelle o per lo studio del trattamento dei tumori.

I supercomputer possono studiare l’effetto dei medicinali senza che siano effettuati esperimenti sulle cavie di laboratorio. La tecnologia dei computer permette simulazioni un tempo impensabili. “Si può calcolare persino il comportamento delle nanostrutture” oppure procedimenti utili per settori completamente diversi, come la simulazione del flusso sanguigno attraverso il cuore. Si deve tenere conto però delle caratteristiche fisiche come il percorso del flusso, così come le reazioni chimiche e biologiche. Tutto ciò avviene a livello di nano o picosecondi, ciò richiede naturalmente una maggiore potenza di calcolo ( progetto VPH ).

Colossus

Anche nel supercomputing la spinta maggiore allo sviluppo, l’ha data il campo militare, non a caso nel 1943 gli inglesi costruirono Colussus il quale aveva il compito di decodificare tutte le informazioni crittate con Enigma, durante la seconda guerra mondiale. Successivamente, e fino al 1950, si susseguirono in ambienti di ricerca le serie Mark, l’ENIAC, l’EDSAC: tutte caratterizzate dall’essere macchinari meccanici ed elettro-meccanici di dimensioni gigantesche (svariate tonnellate di peso) e che utilizzavano tecnologia a valvole e relè.

Per effettuare una previsione meteorologica di 10 giorni, in cui si devono elaborare i dati raccolti da migliaia e migliaia di fonti diverse, un calcolatore da 500 kiloflop fornirebbe la previsione quando oramai sarebbe scaduta da un giorno abbondante. E quindi necessario in questi casi fare uso di supercomputer, cioè di calcolatori con una velocità media di almeno 30 mega-flop. Con un calcolatore di 200 megaflop molti calcoli sulla navetta spaziale statunitense possono essere eseguiti in ca. 9 ore e una previsione meteorologica a medio termine sull’Europa in meno di 2 ore.