8.2 คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง

การพัฒนาซีพียู


      พัฒนาการคอมพิวเตอร์ที่กล่าวมาแล้วทำให้การผลิตชิปที่เป็นซีพียูมีจำนวนทรานซิสเตอร์อยู่ในชิปได้มากมายหลายล้านตัว เช่น เพนเทียมโฟร์ มีจำนวนทรานซิสเตอร์ในชิปมากกว่า 30 ล้านตัว ขนาดของทรานซิสเตอร์ภายในชิปมีขนาดเล็กลงเหลือเพียง 0.09 ไมโครเมตร (1 ไมโครเมตร เท่ากับ หนึ่งในล้านเมตร) แนวโน้มในส่วนนี้ยังคงทำให้วงจรซีพียูมีความซับซ้อนขึ้นได้อีก


        การที่คอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็วและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น มิได้อยู่ที่การเพิ่มความเร็วของจังหวะการคำนวณภายในชิปอย่างเดียวยังขึ้นอยู่กับ
รูปแบบการทำงานที่เป็นแบบขนาน ซีพียูรุ่นใหม่ เช่น เพนเทียมโฟร์ ได้รับการพัฒนาให้ทำงานภายในเป็นแบบขนาน หมายความว่า
ซีพียูอ่านคำสั่งหลายคำสั่งเข้าไปทำงานพร้อมกัน ภายในซีพียูเองก็มีหน่วยคำนวณและตรรกะหลายชุด การทำงานแบบขนานนี้ทำให้การทำงานโดยรวมสูงขึ้น

    เพื่อให้คอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพสูงขึ้น จึงมีผู้ออกแบบให้คอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งมีซีพียูหลายตัวเพื่อช่วยกันทำงาน เรียกว่า เครื่องคอมพิวเตอร์แบบมัลติโพรเซสเซอร์ (multiprocesser)

        บางบริษัทได้ออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นแบบมัลติโพรเซสเซอร์โดยให้ซีพียูแต่ละตัวมีรูปแบบการคำนวณหรือการแบ่งแยกงานและ
ทำงานขนานกันไป เรียกคอมพิวเตอร์ชนิดนี้ว่า คอมพิวเตอร์แบบขนาน (Massively Parallel Processor : MPP)

 

เครื่องคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง

       เครื่องคอมพิวเตอร์ได้รับการออกแบบให้มีจำนวนซีพียูและอุปกรณ์ประกอบอื่นๆ จำนวนมาก เพื่อเสริมสร้างให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้ดีขึ้นเรียกว่า
เครื่องคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง (High Performance Computer : HPC ) เครื่องคอมพิวเตอร์พวกนี้เหมาะกับงานคำนวณที่ซับซ้อนและต้องคำนวณ
ตัวเลขจำนวนมาก เช่น งานพยากรณ์อากาศงานจำลองระบบมลภาวะเกี่ยวกับน้ำท่วม หรือการจำลองสภาพจราจร เป็นต้น

       ปัจจุบันได้มีการนำคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจำนวนมากมาเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงมากขึ้น เรียกว่าระบบคลัสเตอร์ (cluster) เช่น
การนำคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อเพื่อสร้างฉากภาพยนตร์ในเรื่องไททานิก

การนำคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อเพื่อสร้างฉากภาพยนตร์ในเรื่องไททานิก

       นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มประสิทธิภาพการคำนวณ โดยใช้คอมพิวเตอร์หลายเครื่องบนเครือข่ายคำนวณร่วมกัน เรียกว่าคอมพิวเตอร์แบบกริด (grid computer)


ตัวอย่างภาพยนตร์ที่คอมพิวเตอร์มีส่วนช่วยสร้าง