超级电脑 计算能力世界顶尖的电子计算机 超级电脑 计算能力世界

超级电脑，即超级计算机，通常是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机技术已不再是一个新鲜的话题，美国IBM、日本NEC、中国曙光都已推出自己的超级计算机，但比较而言，以美国两院院士、“世界超级涡轮式刀片计算机之父”陈世卿博士为首的专家团队回归祖国后研发出的超级计算机仍然具有绝对的优势。那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。

计算机能力_超级电脑[计算能力世界顶尖的电子计算机] -应用

超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。随着超级计算机运算速度的迅猛发展，它也被越来越多的应用在工业、科研和学术等领域。中国现阶段超级计算机拥有量为22台(中国内地19台，香港1台，台湾2台)，居世界第5位，就拥有量和运算速度在世界上处于领先地位，但就超级计算机的应用领域来说中国和发达国家美国、德国等国家还有较大差距。如何利用超级计算机来为工业、科研和学术等领域服务已经成为研究发展的一个重要课题。超级计算机是一个国家科研实力的体现，它对国家安全，经济和社会发展具有举足轻重的意义。中国超级计算机及其应用的发展为科技强国之路提供了坚实的基础和保证。

作为高科技发展的要素，超级计算机早已成为世界各国经济和国防方面的竞争利器。经过中国科技工作者几十年不懈地努力, 中国的高性能计算机研制水平显着提高，成为继美国、日本之后的第三大高性能计算机研制生产国。国家863软件专业孵化器(昆明)基地积极加强与由美国国家工程院院士、美国艺术与科学院院士、世界超级涡轮式刀片计算机之父陈世卿博士领衔的超级计算核心技术和科学家团队的合作，计划引进其拥有完全自主知识产权的具有世界领先技术的超级计算机以及相关行业领域的解决方案，利用超级计算机强大的科学计算、事务处理和信息服务能力，借助其提供信息服务的强大引擎或平台，整合资源，协同作业，解决污染整治对算法、方程、建模、模拟等复杂计算的需求。

美国劳伦斯・利弗莫尔(Lawrence ・ Livermore )国家实验室内，由IBM设计的蓝色基因/L在测试中以每秒 136.8 兆的计算速度记录一个高峰值之后恢复了最高点。IBM称，在一次完整的过程中, 系统应该有两倍的动力,即峰值表现超过 360 teraflops。来自德国和美国的研究人员，每年两次颁布动力最为强大的500个计算机的名单。这些高端计算机都是由各种奇特的制造方法完成，而不是由标准成分组成的。尽管这样，计算机也可以达到一个极高的速度。

多数接近最高的500个名单的计算机是由普通的电脑硬盘连同新奇的软件组成。但是到了2009年，这种情况不同了，一些系统开始决定这些排名。举例来说，冠军蓝色基因 /L, 是经过特殊设计的系统，同时合并了空前的 65,536 个人处理器,再加之可升级的模版设计。此系统不但比传统的系统更有动力而且也比较紧凑避免了供电不足。IBM 的汤姆斯J沃森研究中心设计的被称为BGW的蓝色基因机器是该500名单中的第二名，这进一步说明了此设计理念的正确性。这一系统与蓝色基因/ L 的模组设计一样，只是有较小的处理器并且只可以记录 91.2 teraflops 峰值处理动力。高速计算争霸的战争表明：传统计算机处理器与超级处理器的差别。日本政府已经宣布了计划赞助一部处理速度高达1000 teraflops- 或 petaflop计算机的发展，希望在2010年之前可以面世。

国家超级电脑应用中心（National Center for Supercomputing Applications，NCSA）是美国国家科学基金会按照其超级电脑中心计划最早设立的五个中心之一，它是伊利诺伊大学香槟分校的一部分。1983年该校的电脑系的一个由拉雷?斯马尔领导的小组相国家科学基金会交递了一份未经批准的建议。1985年国家科学基金会宣布出钱设立国家超级电脑应用中心。

1986年1月该中心的首台超级电脑启用。一开始国家超级电脑应用中心的职工的办公室分布在伊利诺伊大学香槟分校的各地，主要在贝克曼研究所的建筑中，后来才建造了一座新建筑，将所有部门集中到了这座新建筑中。这座新建筑位于校园的本部，而中心的超级电脑则依然放在该校高级计算中心的建筑中。国家超级电脑应用中心与其它大学、高等院校、政府机关、私有公司、社群和学校合作来发现能够对这些机构有益的虚拟信息基础设施。它获得国家科学基金会、伊利诺州、伊利诺伊大学、工业界和其它联邦机构的资助。广义地说国家超级电脑应用中心有提供虚拟信息资源、设置虚拟信息环境和改进电脑系统的任务。

中科院超级计算中心

中国科学院超级计算中心是隶属于中国科学院计算机网络信息中心(CNIC)的支撑服务单位，旨在为院内外科研单位提供超级计算服务和技术支持，主要从事并行计算的研究、实现及应用服务，为大规模复杂技术和商业应用提供解决方案。中心的宗旨是面向科学院乃至社会提供尽可能强的高性能计算能力和技术支持。

仪器设备先进

超级计算机从几十亿次的SGI（1996年）、到近百亿次的日立（1998年）和逾千亿次的国产曙光2000 II（2000年），直至今天5万亿次的国产联想深腾6800超级计算机（2003年）、SGI高性能可视化计算机系统（2004年）及IBM CellBE计算集群（2007年），计算能力大幅提高。多年来，依托中国科技网，超级计算中心发展了众多的远程用户，累计为三百余用户提供了计算服务，提供计算机时逾三千万CPU小时，并且与20多个长期固定用户建立了密切友好的联系与合作，为国家973、863计划和国家自然基金等重大项目提供了极大的支持和高质量的计算服务。

科研实力强劲

超级计算中心设有技术支持部、系统运行部、客户服务部、计算化学虚拟实验室、计算金融虚拟实验室、网格运行中心、综合部共6个业务部门，旨在为用户提供大型科学计算服务和技术支持，推动科学院的科学计算应用发展，促进通过计算手段进行科学发现，并积极推动国家超级计算网格的建立。

网络中心领导集体以其敏锐的眼光和辨识能力，洞悉高性能计算发展趋势，了解国内外高性能计算发展前沿，指引着超级计算中心的发展和人才培养方向。

超级计算中心拥有结构合理的科学研究及计算服务团队，必将在未来的科学计算研究与服务中发挥更大的作用，为提升科学院和国家的科学计算水平做出更大的贡献

立足服务社会

超级计算中心自成立以来，秉承“面向科研领域、立足服务社会、提供优质服务、推进并行事业”的方针，积极为用户提供大型科学计算服务和技术支持。服务单位遍布院内外各类科研单位及高等院校共计六十余家，科学计算题目涉及数学、物理、化学、天文、地理、力学、生命科学等多种学科领域，为科学计算研究与实际应用提供了强有力的支持。与此同时，中心每年不定期举办（合办或协办）国际及国内会议，定期举办高性能计算培训及研讨班，引进访问学者进行合作交流，诸多不同的方式，有效地达到了积极培养高性能计算专业人才和宣传、推进科学计算事业发展的目的。

计算机能力_超级电脑[计算能力世界顶尖的电子计算机] -超级电脑沃森

超级电脑“沃森”由IBM公司和美国德克萨斯大学历时四年联合打造，电脑存储了海量的数据，而且拥有一套逻辑推理程序，可以推理出它认为最正确的答案。"沃森"（Watson）是为了纪念IBM创始人Thomas J. Watson而取的。IBM开发沃森旨在完成一项艰巨挑战：建造一个能与人类回答问题能力匹敌的计算系统。这要求其具有足够的速度、精确度和置信度，并且能使用人类的自然语言回答问题。这一系统没有连接至互联网，因此不会通过网络进行搜索，仅靠内存资料库作答。目前沃森使用了机器学习的技术，已经具有一定的学习能力；不过这个学习还是有指导的，完全的自学习能力还有待进一步研究和开发。

计算机能力_超级电脑[计算能力世界顶尖的电子计算机] -中国首台

中国首台千万亿次超级计算机研制成功

国防科学技术大学通过与天津滨海新区密切合作，2009年研制成功了我国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”。在中国高性能计算机TOP100组织今天在此间公布的2009年度前100强排名中，“天河一号

”位居榜首。“天河一号”诞生，是我国战略高技术和大型基础科技装备研制领域取得的一项重大创新成果，实现了我国自主研制超级计算机能力从百万亿次到千万亿次的跨越，使我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。

国防科技大学成功研制出峰值性能为每秒1206万亿次的“天河一号”超级计算机。中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。“天河一号”问世，是我国高性能计算机技术发展的又一重大突破，为解决经济、科技等领域重大挑战性问题提供了重要手段，对提升综合国力具有重要战略意义。

计算机能力_超级电脑[计算能力世界顶尖的电子计算机] -前十名

高性能计算机性能TOP10(前10名)

本排行榜为中国软件行业协会数学软件分会、国家863高性能计算机评测中心和中国计算机学会高性能计算专业委员会联合公开发布的2008年中国高性能计算机性能TOP100排行榜，版权属于中国软件行业协会数学软件分会

计算机能力_超级电脑[计算能力世界顶尖的电子计算机] -曙光6000

曙光公司作为国家“863”计划重大科研成果为基础组建的高新技术企业，与AMD的合作由来已久。从2003年到

2009年，AMD和曙光共同取得了辉煌的成就，从推进64位计算时代开始，一直到推出4核、6核产品，无一不是推动整个服务器产业的发展。此外曙光与AMD深入合作，除了在64位计算和多核心的企业级服务器领域之外，还研发出了每秒运算11万亿次的超级计算机曙光4000A，从而使中国成为继美国和日本之后，第三个能研制10万亿次高性能计算机的国家。之后的曙光5000A更是将双方的合作推向了全新的高度。

曙光研制并于2008年6月推出的百万亿次超计算机曙光5000A为曙光赢得了很多声誉。曙光总裁历军透露，曙光5000A只是这个系列的其中一台，截至2009年9月，曙光5000已经售出了200余台。

在2008年6月，曙光公司研制推出的“曙光5000A”采用了美国AMD公司的处理器，以峰值速度233.47万亿次、Linpack值180.6万亿次的成绩，跻身2008年的世界超级计算机前十名，成为美国以外速度最快的计算机，这也使得中国成为继美国之后第二个能研制百万亿次超级计算机的国家。曙光5000A被命名为“魔方”，目前在上海超级计算中心提供服务，已有200多位客户。

曙光下一代千万亿次超计算机将采用我国拥有自主知识产权的龙芯，按照计划，它将于2010年面世。

知情专家透露，中国正在研发的千万亿次高性能计算机“曙光6000”采用“混合动力”，最重要的计算部分采用国产的八核龙芯，操作系统部分采用美国公司的处理器，但绝大部分采用的还是八核龙芯。据透露，曙光6000预计在2010年研制完成，并计划提供给国家华南超级计算中心使用。

中国科学院计算技术研究所国家智能计算机研究开发中心副主任张佩珩在近日发表的一篇署名文章中透露，中科院计算所和曙光公司已经从2009年开始研发曙光 6000。与曙光5000等之前的高性能计算机采用同构集群不同，曙光6000采用异构集群，即其处理器既包括x86处理器，也有龙芯处理器。

张佩珩解释说，龙芯采用的MIPS架构的指令集与x86指令集不同，而当前用户应用的应用软件却大多是基于x86指令集的，为了解决用不兼容的指令集来兼容用户的应用软件的问题，曙光6000采用x86处理器来运行操作系统，以实现软件栈兼容，用户的编译和应用提交给x86处理器，再由x86处理器在后台把任务分发给龙芯处理器，用户的使用习惯无须发生任何改变。张佩珩说，曙光6000采用异构(不同架构的处理器)的原因，除了考虑到应用软件多运行在X86架构外，还与能耗问题有关。曙光6000的能耗问题非常突出，它计划大规模采用的八核龙芯，除了拥有中国自主知识产权外，其功耗只有30瓦左右。张佩珩透露，龙芯3二代产品还在流片阶段，还未实现量产。

按照之前的计划，曙光6000预计在2010年研制完成，并计划提供给国家华南超级计算中心使用。曙光5000A的性能为180.6TFlops，在全球排名第十名，IBM公司的“走鹃”是全球排名第一的高性能计算机，其性能超千万亿次。据报道，2009年，IBM在为美国能源部开发比走鹃快20多倍的“ 红杉”。

计算机能力_超级电脑[计算能力世界顶尖的电子计算机] -英国的超级电脑

据英国《每日邮报》报道，英国国家气象局当地时间2009年5月21日揭开了该国运算能力最强大的超级计算机的神秘面纱，这台计算机每秒的运算速度达到一万亿次，帮助该局做出有史以来最准确的天气预报。

仍无法准确进行天气预报

英国气象局(Met Office)承认，尽管这台超级计算机造价3000万英镑，运算能力比10万台个人计算机的总和还强大，可仍有可能做出错误的天气预测。这台由IBM制造的超级计算机放在比两个足球场还大的大厅里，运行起来需要1.2兆瓦的电量――足够一个小镇的用电量。向一个由400位科学家组成的专家小组提供气象信息。

2009年5月，这台IBM超级计算机已经开启，但要实现完全启动还需要两个月之久。在峰值状态下，它每秒可进行一万亿次运算，但这种运算能力要到2011年才能实现。英国国家气象局表示，超级计算机会提高逐日预报的质量，不过仍无法保证预报的准确性。超级计算机可以预测全球气候变暖的长期模式，预测台风和飓风等极端天气事件，由此可以挽救数百万人的生命。

英国全国气象局借助于这台计算机，可以做出有史以来最准确的天气预报。它不仅可以帮助预测未来一两天这样的短期天气情况，还有助于提高长期天气预报的准确性。显然，人们永远无法对天气做到百分之百准确的预测，但这确实会极大改善天气预报的准确性。

预测气候变化作用突出

IBM超级计算机的存储能力达到惊人的1500万兆，2009年5月在位于德文郡埃克塞特的英国国家气象局总部上线，但直到2009年8月开始进行天气预测。处理卫星图片信息，预测以前所无法预测到的灾难性气象事件。获取的基本数据与以前一样，只是会对这些数据作出更为详尽的运算。

运算能力越强，做出的预算就越准确。由于一次可以进行一万亿次的运算，这使得预测的准确性达到前所未有的水平。很长一段时间以来，人们一直在克服运算能力上的种种局限，这台超级计算机帮助解决了这些问题。

人们极端天气事件的发生，但可以在此类事件发生前让人们提前作出准备，防患于未然，这在以前是不可能的。IBM超级计算机在预测气候变化对地球影响方面的重要性十分突出。可以帮助解答有关气候变化状况及应对之策的诸多问题。全球气候变化是当前世界面临的一道难题，这台超级计算机会提供相关信息。

实现战略目标重要一步

英国国家气象局的超级计算机还没有名称。此前，爱丁堡大学的一台超级计算机是英国运算能力最强大的计算机，这一头衔被英国国家气象局的超级计算机所取代。爱丁堡大学的超级计算机全名为“High-End Computing Terascale Resource”，即“高端计算太拉级资源”，简称“Hector”，每秒运算速度达到670亿次。紧随其后的是雷丁大学的超级计算机，每秒运算速度达到270亿次左右。

英国气象局超级计算机提供有关发生可能性低、但破坏性大的气象事件的预警，对气候变化做出重要研究。世界极端气象事件的影响日趋严重，全球气候变暖的潜在冲击日趋明显。气象局在研究和预测这些事件上发挥着越来越大的作用。新超级计算机是实现战略目标的重要一步。

世界上运算能力最强大的超级计算机“Sequoia”的运算速度达到20 Petaflop，即相当于两百万台个人计算机的计算能力。所谓petaflop，是衡量计算机性能的一个重要单位，1 petaflop等于每秒进行1000万亿次的数学运算。“Sequoia”存放在美国能源部位于加州的国家实验室，一旦全面启动，美国政府通过其去帮助管理美国核武库。

计算机能力_超级电脑[计算能力世界顶尖的电子计算机] -世界最强七台

之一

Blue Gene/L是世界上最快的超级计算机之一，其峰值速度能够达到360万亿次浮点计算。这台超级计算机内部拥有65536颗处理器，同样运行着Linux操作系统。这是IBM公司、利弗莫尔实验室和美国能源部联合制作完成的超级计算机，由于采用了基于单元的设计结构，使之能够随时添加计算单元而不需要担心遭遇瓶颈的问题。

Blue Gene/L因为执行一项与半个老鼠大脑一样复杂的脑皮层模拟而被进一步关注，半个老鼠大脑拥有800万神经元细胞，每一个细胞与其他神经纤维之间有8000个链接。除此之外，Blue Gene/L通常用来模拟包括蛋白质在内的生物化学过程。

之二

Red Storm是Cray公司和圣地亚国家实验室联合设计的并行处理超级计算机，其主要应用是模拟测试核武器的储备情况，包括设计替换的成分、模拟测试在不同环境下各个部分的情况、帮助武器工程师和科学家进行辅助计算等等。

Red Storm由12960台配备AMD皓龙（Opteron）处理器的节点组成，峰值运算速度能够达到124.42万亿次浮点计算。这台超级计算机仅仅使用了一套小型的Linux操作系统，只具有一些能够支持Red Storm应用的功能。

之三

BGW (Blue Gene/W)―IBM华生研究中心

在IBM的华生研究中心，可以找到这部叫做Blue Gene/W或BGW的超级计算机，其峰值的运行速度可以达到114万亿次浮点计算。 组成Blue Gene/W的是20台冰柜那样的架子组成，每一个架子里面包含1024个节点，每一个节点拥有两个700MHz的Power 440处理器和512MB的内存。

Blue Gene/W的主要工作是进行科学计算，例如生物学模拟、蛋白质折叠和其他IBM科学家的研究工作。

之四

ASC Purple是美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和IBM通力合作的结晶。其峰值100万亿次浮点计算的能力，来源于196台IBM Power5SMP服务器冗余环的强大性能。实际上这台超级计算机总共拥有12544颗微处理器，50TB的内存和2PB的磁盘存储空间。ASC Purple目前被用来模拟测试核武器的性能，而过去常常需要通过底下核试验才能测得。

之五

MareNostrum 巴塞罗那超级计算中心

MareNostrum是欧洲最强大的超级计算机，它拥有10240颗处理器，峰值计算速度能够达到94.21万亿次浮点计算。 组成MareNostrum的2560台JS21刀片式计算结点占据了大约半个篮球场（120平米）的面积，位于西班牙的巴塞罗那超级计算中心。

MareNostrum的应用相当广泛，包含人类基因的研究、天气预报、药品研究等等领域。

之六

Dell公司开发的Thunderbird是一台拥有8960颗处理器的Linux集群服务器，放置在美国新墨西哥州阿布奎基的圣地亚国家实验室，这一个国家级的原子能安全管理实验室。 这一部集群服务器执行多个中型任务的表现要比执行单一大型任务出色的多。

Thunderbird达到53.0万亿次浮点计算的速度，使得它在世界上最快的500台计算机排行榜中名列第六。这台超级计算机主要用来模拟武器的性能、半导体设备的辐射状况、极端环境下的武器安全性能等等工作。

之七

Tera-10 法国原子能署

Bull SA为法国原子能署建造的这台Tera-10，在世界上最快的500台计算机排行榜中名列第七。Tera-10由544台Bull的NovaScale 6160服务器组成，每一台这样的服务器都配有8颗双核Intel安腾（Itanium）处理器，运行速度大约是42.9万亿次浮点计算。这台超级计算机使用Linux操作系统，用来模拟原子能试验。

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