以下內(nèi)容中，小編將對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)的了解，和小編一起來(lái)看看吧。

一、中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)快速發(fā)展

作為國(guó)之重器，中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)展十分迅速。從數(shù)量來(lái)看，在2019年11月的第54屆超算五百?gòu)?qiáng)中，中國(guó)上榜數(shù)量有227個(gè)，排名第一。中國(guó)境內(nèi)超算上榜數(shù)連續(xù)五次蟬聯(lián)第一。尤其是近年新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單公布顯示，使用中國(guó)自主芯片制造的“神威太湖之光取代“天河二號(hào)”登上榜首，中國(guó)超算上榜總數(shù)首次超過(guò)美國(guó)，名列第一。

值得一提的是，“神威·太湖之光”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制，落戶(hù)在國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心，2015年12月21日完成整機(jī)系統(tǒng)性能測(cè)試，目前由清華大學(xué)負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)。

“神威·太湖之光”的研制是“十二五”期間國(guó)家863計(jì)劃信息技術(shù)領(lǐng)域的重要部署，也是國(guó)家長(zhǎng)期支持、技術(shù)積累的成果。這套超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)取得了三大突破，其峰值性能、持續(xù)性能、性能功耗比三項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)均居世界第一。

一是數(shù)量級(jí)的突破。神威·太湖之光屬于全球第一臺(tái)運(yùn)行速度超過(guò)10億億次/秒的超級(jí)計(jì)算機(jī)，峰值性能高達(dá)12.54億億次/秒，持續(xù)性能達(dá)到9.3億億次/秒，接近“天河二號(hào)”的3倍。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，“神威·太湖之光”一分鐘的計(jì)算能力相當(dāng)于全球72億人同時(shí)用計(jì)算器不間斷計(jì)算32年。

二是中國(guó)自主研發(fā)的突破。與“天河二號(hào)”采用INTEL處理器不同，“神威·太湖之光”全部采用自主中國(guó)芯:“申威26010”眾核處理器。在國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心1000平米的主機(jī)房?jī)?nèi)，整齊排布著兩組共40個(gè)運(yùn)算機(jī)倉(cāng)，每個(gè)機(jī)倉(cāng)容納1024個(gè)芯片，共計(jì)40960個(gè)芯片。據(jù)介紹，其單芯片的計(jì)算能力相當(dāng)于3臺(tái)2000年全球排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)，當(dāng)前性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

三是綠色節(jié)能的突破。眾所周知，之前超級(jí)計(jì)算機(jī)的用電量堪比一個(gè)中小城市，業(yè)界因此把能效比作為衡量其先進(jìn)性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。“從低功耗、高集成度的處理器設(shè)計(jì)，到高速高密度的工程實(shí)現(xiàn)技術(shù);從世界領(lǐng)先的高效水冷技術(shù)，到軟硬件協(xié)同、智能化的功耗控制方法，‘神威·太湖之光’實(shí)現(xiàn)了層次化、全方位的綠色節(jié)能，功耗比達(dá)到每瓦特60.51億次運(yùn)算?！?

二、超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

1、超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域，促進(jìn)時(shí)代發(fā)展

超級(jí)計(jì)算機(jī)利用其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，幫助人們改變了解自然世界的方式，為社會(huì)提供巨大的利益。它模擬大氣、氣候和海洋，可以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)地震和海嘯。可以更好地理解龍卷風(fēng)和颶風(fēng)，或破譯引起地磁暴的力量，黃石超級(jí)計(jì)算機(jī)和NWSC將帶來(lái)更好的預(yù)測(cè)，并更好地保護(hù)公眾的經(jīng)濟(jì)。用于復(fù)雜的氣象分析，處理全球氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)。超級(jí)計(jì)算機(jī)的快速數(shù)據(jù)處理能力，能預(yù)知全球氣象，對(duì)氣象衛(wèi)星偵察的信息進(jìn)行集中化數(shù)據(jù)處理，量化分析，建模分析。

2、超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用生產(chǎn)領(lǐng)域，節(jié)省人力資源

利用超級(jí)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算密度，對(duì)于一些事故發(fā)生率較高，在生命安全造成極大威脅的高危行業(yè)，以超級(jí)計(jì)算機(jī)代替人工進(jìn)行作業(yè)，如地下采煤、高空作業(yè)、爆破工作和石油勘探等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。這里的計(jì)算密度指的是超級(jí)計(jì)算機(jī)在一定體積和面積內(nèi)的計(jì)算能力，這是計(jì)算精度和計(jì)算能力的體現(xiàn)。例如，2007年曙光4000L超級(jí)計(jì)算機(jī)就曾在發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量高達(dá)10億噸的渤海灣冀東南堡油田的過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，而其后的曙光5000A超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，則進(jìn)一步達(dá)到了地下數(shù)千米的勘探深度。

3、應(yīng)用于醫(yī)學(xué)制藥、先進(jìn)制造、超級(jí)計(jì)算機(jī)等新興領(lǐng)域

生物信息學(xué)成為超級(jí)計(jì)算新的應(yīng)用領(lǐng)域，如人類(lèi)基因組測(cè)序過(guò)程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)處理就離不開(kāi)超級(jí)計(jì)算機(jī)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,也利用超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人體各個(gè)器官的工作機(jī)理及人體內(nèi)各種生化反應(yīng)等。開(kāi)發(fā)一種新的藥品，通常需要從研制和試驗(yàn)的很多步驟，一般需要大約15年的時(shí)間，而利用超級(jí)計(jì)算機(jī)則可以對(duì)藥物研制、治療效果和不良反應(yīng)等進(jìn)行模擬試驗(yàn)，從而將新藥的研發(fā)周期縮短3～5年且可顯著降低研發(fā)成本。除此之外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在超級(jí)計(jì)算機(jī)的支撐之下，解決了重大的科學(xué)與應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題，促進(jìn)了相關(guān)應(yīng)該領(lǐng)域的快速發(fā)展，其他如超級(jí)計(jì)算機(jī)、深入學(xué)習(xí)、生物醫(yī)藥、基因工程、金融分析等新興領(lǐng)域也有大量的應(yīng)用。

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