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一、什么是超級計算機(jī)

超級計算機(jī)(Super computer)是指能夠執(zhí)行一般個人電腦無法處理的大量資料與高速運(yùn)算的電腦。就超級計算機(jī)和普通計算機(jī)的組成而言，構(gòu)成組件基本相同，但在性能和規(guī)模方面卻有差異。超級計算機(jī)主要特點(diǎn)包含兩個方面：極大的數(shù)據(jù)存儲容量和極快速的數(shù)據(jù)處理速度，因此它可以在多種領(lǐng)域進(jìn)行一些人們或者普通計算機(jī)無法進(jìn)行的工作。

超級計算機(jī)是指信息處理能力比個人計算機(jī)快一到兩個數(shù)量級以上的計算機(jī)，它在密集計算、海量數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。作為高性能計算技術(shù)產(chǎn)品的超級計算機(jī)，又稱巨型機(jī)，是與高性能計算機(jī)或高端計算機(jī)相對應(yīng)的概念。

超級計算機(jī)具有很強(qiáng)的計算和處理數(shù)據(jù)的能力，主要特點(diǎn)表現(xiàn)為高速度和大容量，配有多種外部和外圍設(shè)備及豐富的、高功能的軟件系統(tǒng)。超級計算機(jī)采用渦輪式設(shè)計，每個刀片就是一個服務(wù)器，能實現(xiàn)協(xié)同工作，并可根據(jù)應(yīng)用需要隨時增減。以我國第一臺全部采用國產(chǎn)超級計算機(jī)構(gòu)建的“神威·太湖之光”為例，它的持續(xù)性能為9.3億億次/秒，峰值性能可以達(dá)到12.5億億次/秒。通過先進(jìn)的架構(gòu)和設(shè)計，實現(xiàn)了存儲和運(yùn)算的分開，確保用戶數(shù)據(jù)、資料在軟件系統(tǒng)更新或CPU升級時不受任何影響，保障了存儲信息的安全，真正實現(xiàn)了保持長時、高效、可靠的運(yùn)算并易于升級和維護(hù)的優(yōu)勢。

根據(jù)處理器的不同，可以把超級計算機(jī)分為兩類，采用專用處理器或者采用標(biāo)準(zhǔn)兼容超級計算機(jī)。前者可以高效地處理同一類型問題，而后者則可一機(jī)多用，使用范圍比較靈活、廣泛。專一用途計算機(jī)多見于天體物理學(xué)、密碼破譯等領(lǐng)域。國際“象棋高手”“深藍(lán)”、日本的“地球模擬器”都屬于這樣的超級計算機(jī)，很多超級計算機(jī)是非專用系統(tǒng)，服務(wù)于軍事、醫(yī)藥、氣象、金融、能源、環(huán)境和制造業(yè)等眾多領(lǐng)域。

二、超級計算機(jī)是國之重器

如今中國投入了大量資源用于開發(fā)超級計算機(jī)，超級計算機(jī)為何被稱為國際重器呢?它在我們的平常生活中到底有什么樣的作用呢?對此有軍迷表示，實際上超級計算機(jī)與國家的富強(qiáng)關(guān)系非常重大，它身上承擔(dān)的兩項任務(wù)相當(dāng)艱巨，比如軍事上的模擬核試驗就全靠它，只有擁有更先進(jìn)的超級計算機(jī)才可以研發(fā)更加強(qiáng)大的核武器，而在民用方面超級計算機(jī)則可以被用于氣象災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報和預(yù)測，能為人民群眾的生活降低大量風(fēng)險。

無論是在軍用還是在民用方面，超級計算機(jī)都有非常巨大的意義，挑兩個最為典型的例子，就是軍用方面的核武器模擬實驗和民用方面的自然災(zāi)害預(yù)報，先說軍用方面，上個世紀(jì)美國主導(dǎo)簽署了全面禁止核試驗的公約，中國蘇聯(lián)等五大常任理事國都簽署了這一公約，承諾停止核爆試驗以防對地球環(huán)境造成污染，但這并不意味著五大常任理事國停止了對核武器的研發(fā)，實際上各國之所以愿意簽署這一公約，是因為在此前的核試驗中五常都已經(jīng)積攢了足夠的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)這個數(shù)據(jù)推算出一套能在計算機(jī)中運(yùn)行的核武器模型，不進(jìn)行實際爆炸也能研發(fā)新型核武器，因此同意聯(lián)合簽署這一公約，借此制約其他國家的核武研發(fā)活動。

如今五大常任理事國研發(fā)新型核武器的主要載體就是超級計算機(jī)，利用這套核武器模型，科研人員可以直接在超級計算機(jī)中對核武器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，然后通過計算精確預(yù)測它的威力等參數(shù)，因為超級計算機(jī)擁有強(qiáng)大的性能，科研人員可以測試各種可能的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，實現(xiàn)核武器威力的最大化，相比于實際進(jìn)行核爆炸顯然要方便快捷得多，當(dāng)然最重要的是對手很難發(fā)現(xiàn)本國利用超級計算機(jī)進(jìn)行新型核武的研發(fā)，降低了很多政治成本。

在民用方面，雖然人類如今已經(jīng)擁有了大量先進(jìn)的氣象探測技術(shù)，但直到今天也無法做到較為精確的氣象預(yù)報，原因就是大氣活動實在是太過復(fù)雜，并且還存在蝴蝶效應(yīng)，導(dǎo)致大氣活動難以預(yù)測，地球的地質(zhì)活動也是如此，這個問題就算是超級計算機(jī)也無法解決，不過幸運(yùn)的是超級計算機(jī)雖然無法提供精確的氣象預(yù)報，但至少可以在氣象災(zāi)害或地質(zhì)災(zāi)害到來前提前發(fā)出預(yù)警，從而盡量降低損失。

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