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超級�(jì)算機(jī)
閱讀�17752�(shí)間:2010-12-27 15:11:01

  超級�(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)中功能最�(qiáng)、運(yùn)算速度最�、存儲容量的一類計(jì)算機(jī),多用于國家高科技�(lǐng)域和技�(shù)研究,是國家科技�(fā)展水平和綜合國力的重要標(biāo)��

  作為高科技�(fā)展的要素,超級計(jì)算機(jī)早已成為世界各國�(jīng)�(jì)和國防方面的競爭利器。經(jīng)過我國科技工作者幾十年不懈地努�, 我國�高性能�(jì)算機(jī)研制水平顯著提高,成為繼美國、日本之后的第三大高性能�(jì)算機(jī)研制生產(chǎn)��

中國

    1992�,國防科技大學(xué)研制出銀�-II通用并行巨型�(jī),峰值速度�(dá)每秒10億次,主要用于中期天氣�(yù)�(bào).

    1993�,國家智能�(jì)算機(jī)研究開發(fā)中心(后成立北京市曙光�(jì)算機(jī)公司)研制成功曙光一號全對稱共享存儲多處理機(jī),這是國內(nèi)首次以基于超大規(guī)模集成電路的通用微處理器芯片和標(biāo)�(zhǔn)UNIX操作系統(tǒng)�(shè)�(jì)開發(fā)的并行計(jì)算機(jī).

    1995�,曙光公司又推出了曙光1000,峰值速度每秒25億次浮點(diǎn)�(yùn)�,�(shí)際運(yùn)算速度上了每秒10億次浮點(diǎn)�(yùn)算這一高性能臺階.曙光1000與美國Intel公司1990年推出的大規(guī)模并行機(jī)體系�(jié)�(gòu)與實(shí)�(xiàn)技�(shù)相近,與國外的差距縮小�5年左�.

    1997�,國防科技大學(xué)研制成功銀�-III百億次并行巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),峰值性能為每�130億次浮點(diǎn)�(yùn)�.

    1997�1999�,曙光公司先后在市場上推出曙光1000A,曙光2000-I,曙光2000-II超級服務(wù)�,峰值計(jì)算速度突破每秒1000億次浮點(diǎn)�(yùn)�.

    1999�,國家并行�(jì)算機(jī)工程技�(shù)研究中心研制的神威I�(jì)算機(jī),峰值運(yùn)算速度�(dá)每秒3840億次,在國家氣象中心投入使�.

    2004�,由中科院�(jì)算所、曙光公�、上海超級計(jì)算中心三方共同研�(fā)制造的曙光4000A�(shí)�(xiàn)了每�10萬億次運(yùn)算速度.

    2008�,"深騰7000"是國�(nèi)個實(shí)際性能突破每秒百萬億次的異�(gòu)�(jī)群系�(tǒng),Linpack性能突破每秒106.5萬億�.

    2008�,曙光5000A�(shí)�(xiàn)峰值速度230萬億�、Linpack�180萬億�.作為面向國民�(jīng)�(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的重大需求的�(wǎng)格超級服�(wù)�,曙光5000A可以完成各種大規(guī)模科�(xué)工程�(jì)�、商�(wù)�(jì)�.

    2009�10�29�,中國首臺千萬億次超級�(jì)算機(jī)"天河一�"誕生.這臺�(jì)算機(jī)每秒1206萬億次的峰值速度和每�563.1萬億次的Linpack�(shí)測性能,使中國成為繼美國之后世界上第二個能夠研制千萬億次超級計(jì)算機(jī)的國�.

天河一�

    �(jù)介紹,"天河一�"研制之初,除使用了�(jìn)口CPU之外,其他核心器件、互�(lián)芯片、操作系�(tǒng),均為我國自主研制.如今"超高性能CPU"這道難題也迎刃而解.即將安裝的國�(chǎn)"飛騰"芯片,由國防科技大學(xué)專門�"天河"系列�(jì)算機(jī)量身定制,已達(dá)到了世界主流服務(wù)器CPU的水�.

    CPU是電腦的核心部件,被稱�"�(jì)算機(jī)的心�".�(jù)了解,安裝"飛騰"芯片�,"天河一�"的峰值運(yùn)算速度將在目前每秒1206萬億次的基礎(chǔ)上有所提升,其實(shí)際運(yùn)算速度也將提高到每秒千萬億�.由于�(guān)鍵芯片完�"國產(chǎn)�","天河一�"更確保了信息安全.

    "天河一�"由國防科技大學(xué)�2009�10月研制推�,目前"天河一�"小系�(tǒng)已在超級�(jì)算天津中心投入運(yùn)�,為天津市乃至�(huán)渤海地區(qū)的生物制�、新能源新材�、航空航天裝備研制等新興�(chǎn)�(yè)服務(wù).待今年年�"天河一�"全面部署完畢�,天津?qū)⒊蔀槲覈哂星f億次�(jì)算能力的區(qū)�,形成年產(chǎn)�100億元以上的信息產(chǎn)�(yè)集群.

作用

    今天的超級計(jì)算機(jī)可以確保核武器庫的安�、預(yù)測天�、設(shè)�(jì)更安全的節(jié)能汽�、繪制DNA圖譜、探索宇�,甚至�(shè)�(jì)新型薯片.

    IBM公司深度�(jì)算部門�(fù)�(zé)人戴夫圖雷克�:"品客薯片是用(超級�(jì)�)能力�(shè)�(jì)出來�---評估其空氣動力學(xué)特性以便在生產(chǎn)過程中不會飛出生�(chǎn)�."

    超級�(jì)算機(jī)讓研究人員可以在幾天、幾周或幾個月�(shí)間內(nèi)完成他們在普通計(jì)算機(jī)上終生都無法完成的工�.

    加利福尼亞勞倫斯-利弗莫爾國家�(shí)�(yàn)室國防和核技�(shù)部門�(fù)�(zé)人布魯斯古德溫說,世界超級�(jì)算機(jī)生產(chǎn)�(shù)�(jù)的速度相當(dāng)于在幾秒鐘內(nèi)把整個美國國會圖書館的資料全部輸入計(jì)算機(jī).

    在計(jì)算機(jī)上模擬核爆炸

    利用這種快速運(yùn)算能�,超級�(jì)算機(jī)可以模擬核武器爆�---從按下按鈕到炸彈引爆的全過程.

    在只有十億分之幾秒的�(shí)間內(nèi),許多�(fù)雜的系統(tǒng)相互作用以模擬一次核爆炸.為了精確重現(xiàn)這一過程,超級�(jì)算機(jī)必須具有高速計(jì)算能�.

    古德溫說,如果�1994�,�(dāng)�(shí)世界上運(yùn)算速度最快的�(jì)算機(jī)要花6000年才能完成這一"從按鈕到爆炸"的模�.而新的超級計(jì)算機(jī)只用了大約六周就完成這一模擬.

    美國�1996年簽署全面禁止核試條�.為了在不�(jìn)行實(shí)際核試驗(yàn)的情況下確保美國儲存的老式核武�(已經(jīng)儲存15�35�)的安全性和可靠�,能源部轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)模擬的辦�.

    古德溫說,從長�(yuǎn)�,這一技�(shù)還能大量削減制造行�(yè)的開�.將來的汽車和飛機(jī)將在超級�(jì)算機(jī)上設(shè)�(jì)和試�(yàn),然后再正式投�(chǎn).

    尋找突變基因

    對佐治亞州技�(shù)�(xué)院的杰弗里斯科爾尼克來說,他的研究�(xiàng)目就是要拯救地球上的生命.

    他利用一臺價(jià)�800萬美元的"窮人�"超級�(jì)算機(jī)�(jìn)行生物醫(yī)療研�.這臺�(jì)算機(jī)的體積和�(yùn)算速度比世界超級計(jì)算機(jī)小得�.但是,它可能發(fā)�(xiàn)用于治療某些�(dāng)今最可怕的疾病的藥�,從這點(diǎn)來說,其回�(bào)�(yīng)�(dāng)是很豐厚�.

    斯科爾尼克正在研究氨基酸.他利用超級計(jì)算機(jī)分離出可能引起早老性癡呆癥、帕金森病和瘋牛病等疾病的突變蛋白質(zhì).如果他的研究能發(fā)�(xiàn)這些蛋白�(zhì)的模式或漏洞,找到修復(fù)這些漏洞的方�,那就能開�(fā)出治療的藥物.

    研究地球的未來和�(dāng)今的宇宙

    對氣候研究人員來�,超級�(jì)算機(jī)能幫助他們研究全球變�.超級�(jì)算機(jī)能產(chǎn)生氣候模�,�(yù)測未�50-100年的氣�.

    日本橫濱地球模擬中心主任佐藤鐵屋教授�,通過�(wèi)星和海洋浮標(biāo)收集氣候數(shù)�(jù),然后輸入超級�(jì)算機(jī),把計(jì)算結(jié)果變成動�,從而幫助氣�?qū)W家了解地球上所�(fā)生的情況.

    動畫的形式對圣克魯斯加利福尼亞大�(xué)的喬爾普里麥克教授也很有幫助.

    他把地基望遠(yuǎn)鏡收集的�(shù)碼圖像輸入超級計(jì)算機(jī),把它們變成電�.

    普里麥克�:"望遠(yuǎn)鏡為我們提供的都是照片.我們看不到之前十億年的演變情況,也看不到之后十億年的演變情況.我們只是看到光離開它的那一瞬間的情�."

    利用超級�(jì)算機(jī),他就能看到兩次拍照之間所�(fā)生的演變情況.普里麥克�:"有了這種功能�(qiáng)大的�(jī)�,我們就能看到一個全新的世界."

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