漫话“超级计算机”

什么是“超级计算机”？《计算机科学与技术百科全书》给出了以下简要解释:“计算速度非常高、速度非常快、主存储器和辅助存储器非常大、并充分利用并行结构软件的计算机，通常也被称为‘超级计算机’。”更通俗地说，“超级计算机”是一种功能最强、计算速度最快、存储容量最大的计算机。它是世界各国科技发展水平和综合国力的重要标志。

超级计算机通常由数十万甚至更多的处理器(计算机)组成，这些处理器可以计算普通计算机和服务器无法完成的大型复杂任务。

为了生动地说明超级计算机的高速计算速度，一些人将普通计算机的计算速度与成人的行走速度相比较，而超级计算机达到了火箭的速度。这种图像类比对于超级计算机的快速计算速度来说是不言而喻的。

新一代超级计算机采用涡轮式设计。每个刀片都是一个服务器，可以实现协同工作。每个机柜的计算能力可以达到每秒460.8亿次。从理论上讲，协同高性能超级计算机的计算速度可以达到每秒100万亿次，是世界上最高效的超级计算机之一。

2000年7月25日，中国最先进的高性能计算机“神威一号”正式向公众开放(注:“神威一号”在国家并行计算机工程技术研究中心的领导下于1999年9月成功研制并投入运行)。

在20世纪80年代早期，中国的天气预报只能持续2到3天。现在，有了神威一号，32个样本和10天的全球预报可以在8小时内完成。

在中国石化石油地球物理勘探研究所开发的地震成像并行处理系统中，使用“神威一号”只需8小时，使用1亿台超级计算机10年24次，覆盖100平方公里，计算三维地震数据240万次。根据石油行业从储层流动分析中收集的13年生产数据，使用“神威一号”的计算时间仅为4小时37分钟。

中国科学院生物物理研究所开发的人类基因克隆系统利用“神威一号”完成了人类心脏基因的克隆操作，取得了国内独一无二的成就，达到了国际先进水平。

中国科学院大气物理研究所利用“神威一号”对新一代高分辨率全球大气模型的动态框架进行了并行计算，取得了令人鼓舞的结果。

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“神威一号”高1.9米，速度为每秒3840亿次计算。这就像3840亿人在一秒钟内正确地解决了一个数学问题。“神威一号”的问世使中国成为继美国和日本之后第三个拥有高性能计算机开发能力的国家，在投入商业运行的世界500强超级计算机中排名第48位。

随着时间的推移，我国超级计算机的发展取得了不断的新进展。

2004年4月，中国科学院计算机网络信息中心安装了联想沈腾6800高性能计算机系统，这是一台最高运算速度为每秒5万亿次的超级计算机。有些人做过计算。例如，在天气预报中，使用过去一年的数据以5公里的分辨率来预测500×500公里范围内的天气状况，例如，使用奔腾4计算机进行数字模拟大约需要300天，使用100亿台超级计算机需要1个月。如果使用5万亿台超级计算机，只需要1天以上。

2004年6月，中国曙光公司开发的“曙光4000A”超级计算机的计算速度达到每秒11万亿次，使中国成为继美国和日本之后第三个突破10万亿次计算大关的国家。2005年6月22日，中国的“曙光4000A”首次进入德国海德堡国际超级计算机会议公布的“500强”名单的世界前10名。

该列表中的前10名是:

1.日本电气公司开发的“地球模拟器”；

2.雷声。由加州数字公司为劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发；

3.ASCTQ由惠普为洛斯阿拉莫斯国家实验室开发；

4.由国际商用机器公司开发的“蓝色基因/LDDI”原型系统；

5.钨；由戴尔为美国超级计算应用中心开发；

6.由IBM为欧洲中期天气预报中心开发的两个基于Power4的芯片系统；

7.富士通的“超级集群系统”；

8.IBM公司开发的“蓝色基因/LDDE”原型系统；

9.惠普为美国西北太平洋国家实验室开发的基于安腾芯片的机群系统；

10.曙光4000A，由中国曙光计算机公司为上海超级计算中心开发。

在500强超级计算机中，有19台是中国制造的(见2005年6月27日《人民日报》第7版)，排名世界第5。

据统计，自1993年以来，世界500强超级计算机每六个月评选一次。

随着超级计算机计算速度的快速发展，它也越来越多地应用于工业、科学和学术领域。