![超級電腦[計算能力世界頂尖的電子計算機]](/img/2/081/nBnauM3XygTM5gjN3UzN4UjN2QTM0gjNyMDNwADMwAzMwIzL1czLyIzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg "超級電腦[計算能力世界頂尖的電子計算機]")
套用
超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機，多用於國家高科技領域和尖端技術研究，是國家科技發展水平和綜合國力的重要標誌。隨著超級計算機運算速度的迅猛發展，它也被越來越多的套用在工業、科研和學術等領域。中國現階段超級計算機擁有量為22台(中國內地19台，香港1台，台灣2台)，居世界第5位，就擁有量和運算速度在世界上處於領先地位，但就超級計算機的套用領域來說中國和已開發國家美國、德國等國家還有較大差距。如何利用超級計算機來為工業、科研和學術等領域服務已經成為研究發展的一個重要課題。超級計算機是一個國家科研實力的體現，它對國家安全，經濟和社會發展具有舉足輕重的意義。中國超級計算機及其套用的發展為科技強國之路提供了堅實的基礎和保證。
作為高科技發展的要素，超級計算機早已成為世界各國經濟和國防方面的競爭利器。經過中國科技工作者幾十年不懈地努力, 中國的高性能計算機研製水平顯著提高，成為繼美國、日本之後的第三大高性能計算機研製生產國。國家863軟體專業孵化器(昆明)基地積極加強與由美國國家工程院院士、美國藝術與科學院院士、世界超級渦輪式刀片計算機之父陳世卿博士領銜的超級計算核心技術和科學家團隊的合作，計畫引進其擁有完全自主智慧財產權的具有世界領先技術的超級計算機以及相關行業領域的解決方案，利用超級計算機強大的科學計算、事務處理和信息服務能力，藉助其提供信息服務的強大引擎或平台，整合資源，協同作業，解決污染整治對算法、方程、建模、模擬等複雜計算的需求。
美國勞倫斯·利弗莫爾(Lawrence · Livermore )國家實驗室內，由IBM設計的藍色基因/L在測試中以每秒 136.8 兆的計算速度記錄一個高峰值之後恢復了最高點。IBM稱，在一次完整的過程中, 系統應該有兩倍的動力,即峰值表現超過 360 teraflops。來自德國和美國的研究人員，每年兩次頒布動力最為強大的500個計算機的名單。這些高端計算機都是由各種奇特的製造方法完成，而不是由標準成分組成的。儘管這樣，計算機也可以達到一個極高的速度。
多數接近最高的500個名單的計算機是由普通的電腦硬碟連同新奇的軟體組成。但是到了2009年，這種情況不同了，一些系統開始決定這些排名。舉例來說，冠軍藍色基因 /L, 是經過特殊設計的系統，同時合併了空前的 65,536 個人處理器,再加之可升級的模版設計。此系統不但比傳統的系統更有動力而且也比較緊湊避免了供電不足。IBM 的湯姆斯J沃森研究中心設計的被稱為BGW的藍色基因機器是該500名單中的第二名，這進一步說明了此設計理念的正確性。這一系統與藍色基因/ L 的模組設計一樣，只是有較小的處理器並且只可以記錄 91.2 teraflops 峰值處理動力。高速計算爭霸的戰爭表明：傳統計算機處理器與超級處理器的差別。日本政府已經宣布了計畫贊助一部處理速度高達1000 teraflops- 或 petaflop計算機的發展，希望在2010年之前可以面世。
國家超級電腦套用中心（National Center for Supercomputing Applications，NCSA）是美國國家科學基金會按照其超級電腦中心計畫最早設立的五個中心之一，它是伊利諾伊大學香檳分校的一部分。1983年該校的電腦系的一個由拉雷・斯馬爾領導的小組相國家科學基金會交遞了一份未經批准的建議。1985年國家科學基金會宣布出錢設立國家超級電腦套用中心。
1986年1月該中心的首台超級電腦啟用。一開始國家超級電腦套用中心的職工的辦公室分布在伊利諾伊大學香檳分校的各地，主要在貝克曼研究所的建築中，後來才建造了一座新建築，將所有部門集中到了這座新建築中。這座新建築位於校園的本部，而中心的超級電腦則依然放在該校高級計算中心的建築中。國家超級電腦套用中心與其它大學、高等院校、政府機關、私有公司、社群和學校合作來發現能夠對這些機構有益的虛擬信息基礎設施。它獲得國家科學基金會、伊利諾州、伊利諾伊大學、工業界和其它聯邦機構的資助。廣義地說國家超級電腦套用中心有提供虛擬信息資源、設定虛擬信息環境和改進電腦系統的任務。
中科院超級計算中心
中國科學院超級計算中心是隸屬於中國科學院計算機網路信息中心(CNIC)的支撐服務單位，旨在為院內外科研單位提供超級計算服務和技術支持，主要從事並行計算的研究、實現及套用服務，為大規模複雜技術和商業套用提供解決方案。中心的宗旨是面向科學院乃至社會提供儘可能強的高性能計算能力和技術支持。
儀器設備先進
超級計算機從幾十億次的SGI（1996年）、到近百億次的日立（1998年）和逾千億次的國產曙光2000 II（2000年），直至今天5萬億次的國產聯想深騰6800超級計算機（2003年）、SGI高性能可視化計算機系統（2004年）及IBM CellBE計算集群（2007年），計算能力大幅提高。多年來，依託中國科技網，超級計算中心發展了眾多的遠程用戶，累計為三百餘用戶提供了計算服務，提供計算機時逾三千萬CPU小時，並且與20多個長期固定用戶建立了密切友好的聯繫與合作，為國家973、863計畫和國家自然基金等重大項目提供了極大的支持和高質量的計算服務。
科研實力強勁
超級計算中心設有技術支持部、系統運行部、客戶服務部、計算化學虛擬實驗室、計算金融虛擬實驗室、格線運行中心、綜合部共6個業務部門，旨在為用戶提供大型科學計算服務和技術支持，推動科學院的科學計算套用發展，促進通過計算手段進行科學發現，並積極推動國家超級計算格線的建立。
網路中心領導集體以其敏銳的眼光和辨識能力，洞悉高性能計算發展趨勢，了解國內外高性能計算發展前沿，指引著超級計算中心的發展和人才培養方向。
超級計算中心擁有結構合理的科學研究及計算服務團隊，必將在未來的科學計算研究與服務中發揮更大的作用，為提升科學院和國家的科學計算水平做出更大的貢獻
立足服務社會
超級計算中心自成立以來，秉承“面向科研領域、立足服務社會、提供優質服務、推進並行事業”的方針，積極為用戶提供大型科學計算服務和技術支持。服務單位遍布院內外各類科研單位及高等院校總計六十餘家，科學計算題目涉及數學、物理、化學、天文、地理、力學、生命科學等多種學科領域，為科學計算研究與實際套用提供了強有力的支持。與此同時，中心每年不定期舉辦（合辦或協辦）國際及國內會議，定期舉辦高性能計算培訓及研討班，引進訪問學者進行合作交流，諸多不同的方式，有效地達到了積極培養高性能計算專業人才和宣傳、推進科學計算事業發展的目的。
超級電腦沃森
沃森超級電腦“沃森”由IBM公司和美國德克薩斯大學歷時四年聯合打造，電腦存儲了海量的數據，而且擁有一套邏輯推理程式，可以推理出它認為最正確的答案。"沃森"（Watson）是為了紀念IBM創始人Thomas J. Watson而取的。IBM開發沃森旨在完成一項艱巨挑戰：建造一個能與人類回答問題能力匹敵的計算系統。這要求其具有足夠的速度、精確度和置信度，並且能使用人類的自然語言回答問題。這一系統沒有連線至網際網路，因此不會通過網路進行搜尋，僅靠記憶體資料庫作答。目前沃森使用了機器學習的技術，已經具有一定的學習能力；不過這個學習還是有指導的，完全的自學習能力還有待進一步研究和開發。
中國首台
中國首台千萬億次超級計算機研製成功
“天河一號”千萬億次超級計算機系統國防科學技術大學通過與天津濱海新區密切合作，2009年研製成功了我國首台千萬億次超級計算機系統“天河一號”。在中國高性能計算機TOP100組織今天在此間公布的2009年度前100強排名中，“天河一號
”位居榜首。“天河一號”誕生，是我國戰略高技術和大型基礎科技裝備研製領域取得的一項重大創新成果，實現了我國自主研製超級計算機能力從百萬億次到千萬億次的跨越，使我國成為繼美國之後世界上第二個能夠研製千萬億次超級計算機的國家。
國防科技大學成功研製出峰值性能為每秒1206萬億次的“天河一號”超級計算機。中國成為繼美國之後世界上第二個能夠研製千萬億次超級計算機的國家。“天河一號”問世，是我國高性能計算機技術發展的又一重大突破，為解決經濟、科技等領域重大挑戰性問題提供了重要手段，對提升綜合國力具有重要戰略意義。
前十名
高性能計算機性能TOP10(前10名)
| 研製廠商/單位 | 型號 | 安裝地點 | 安裝年份 | 套用領域 | 處理器數 | Linpack 值( Gflops ) | Linpack 來源 | 峰值(Gflops) | 效率 |
| 曙光 | 曙光5000A /1920x4路AMD 四核Barcelona 1.9GHz/DDR Infiniband/WinHPC2008+Linux | 上海超級計算中心 | 2008 | 科學計算 | 30720 | 180600.00 | C | 233472.00 | 0.774 |
| 聯想 | 深騰7000 / BladeCenter HS21XM/X3950 Intel Xeon Quad-Core E5450 3.0GHz/2.93GHz Infiniband DDR | 中國科學院超級計算中心 | 2008 | 科學計算 | 12216 | 102800.00 | C | 145970.00 | 0.704 |
| IBM | BladeCenter HS21 Cluster/ 630x2 Intel Xeon E5430 Quad Core 2.66GHz/Giga-E | 中石油 四川石油物探公司 | 2008 | 能源/地球物理 | 5040 | 24670 | C | 53625.6 | 0.46 |
| HP | Cluster Platform 3000 BL460c/384x2 Intel Xeon E5430 Quad Core 2.66GHz/ Infiniband 20Gb/s | 中國地震局工程力學研究所 （北京） | 2008 | 科學計算/地震工程 | 3072 | 23272 | U | 32686.08 | 0.712 |
| IBM | BladeCenter HS21 Cluster/ 516x2 Intel Xeon E5430 Quad Core 2.66GHz/Giga-E | 中石油 大慶物探公司 | 2008 | 能源/地球物理 | 4128 | 21126.44 | C | 43921.92 | 0.481 |
| 寶德 | PowerScale 8000/512x Intel Harpertown Xeon Quad Core 3.0GHz(X5450)/ Infiniband | 湖南 | 2008 | 科學計算 | 2048 | 20410.00 | C | 24576.00 | 0.830 |
| 寶德 | PowerScale 8000/568xIntel Tigerton Xeon Quad Core 2.93GHz(X7350)/Infiniband DDR 4X | 江蘇 | 2008 | 科學計算 | 2272 | 19970.00 | C | 26627.00 | 0.750 |
| IBM | IBM BladeCenter HS21 Cluster, Intel Xeon 51xx(Woodcrest) dual core 2.33 GHz/Giga-E | 中石化勝利油田分公司 物探 研究院地球物理研究所 | 2007 | 能源/地球物理 | 4096 | 18600.00 | T | 38223.90 | 0.487 |
| IBM | BladeCenter HS21 Cluster/ 506x2 Intel Xeon Quad Core 2.33GHz/Giga-E | 中石油 東方地球物理公司 | 2007 | 能源/地球物理 | 4048 | 18146.86 | C | 37727.36 | 0.481 |
| HP | Cluster Platform 3000 BL460c, Xeon 54xx 2.66 GHz/Giga-E | 電信公司（北京） | 2008 | 電信 | 3096 | 17680.00 | C | 32941.44 | 0.537 |
本排行榜為中國軟體行業協會數學軟體分會、國家863高性能計算機評測中心和中國計算機學會高性能計算專業委員會聯合公開發布的2008年中國高性能計算機性能TOP100排行榜，著作權屬於中國軟體行業協會數學軟體分會
曙光6000
超級計算機曙光5000曙光公司作為國家“863”計畫重大科研成果為基礎組建的高新技術企業，與AMD的合作由來已久。從2003年到
2009年，AMD和曙光共同取得了輝煌的成就，從推進64位計算時代開始，一直到推出4核、6核產品，無一不是推動整個伺服器產業的發展。此外曙光與AMD深入合作，除了在64位計算和多核心的企業級伺服器領域之外，還研發出了每秒運算11萬億次的超級計算機曙光4000A，從而使中國成為繼美國和日本之後，第三個能研製10萬億次高性能計算機的國家。之後的曙光5000A更是將雙方的合作推向了全新的高度。
曙光研製並於2008年6月推出的百萬億次超計算機曙光5000A為曙光贏得了很多聲譽。曙光總裁歷軍透露，曙光5000A只是這個系列的其中一台，截至2009年9月，曙光5000已經售出了200餘台。
在2008年6月，曙光公司研製推出的“曙光5000A”採用了美國AMD公司的處理器，以峰值速度233.47萬億次、Linpack值180.6萬億次的成績，躋身2008年的世界超級計算機前十名，成為美國以外速度最快的計算機，這也使得中國成為繼美國之後第二個能研製百萬億次超級計算機的國家。曙光5000A被命名為“魔方”，目前在上海超級計算中心提供服務，已有200多位客戶。
曙光下一代千萬億次超計算機將採用我國擁有自主智慧財產權的龍芯，按照計畫，它將於2010年面世。
知情專家透露，中國正在研發的千萬億次高性能計算機“曙光6000”採用“混合動力”，最重要的計算部分採用國產的八核龍芯，作業系統部分採用美國公司的處理器，但絕大部分採用的還是八核龍芯。據透露，曙光6000預計在2010年研製完成，並計畫提供給國家華南超級計算中心使用。
中國科學院計算技術研究所國家智慧型計算機研究開發中心副主任張佩珩在近日發表的一篇署名文章中透露，中科院計算所和曙光公司已經從2009年開始研發曙光 6000。與曙光5000等之前的高性能計算機採用同構集群不同，曙光6000採用異構集群，即其處理器既包括x86處理器，也有龍芯處理器。
張佩珩解釋說，龍芯採用的MIPS架構的指令集與x86指令集不同，而當前用戶套用的套用軟體卻大多是基於x86指令集的，為了解決用不兼容的指令集來兼容用戶的套用軟體的問題，曙光6000採用x86處理器來運行作業系統，以實現軟體棧兼容，用戶的編譯和套用提交給x86處理器，再由x86處理器在後台把任務分發給龍芯處理器，用戶的使用習慣無鬚髮生任何改變。張佩珩說，曙光6000採用異構(不同架構的處理器)的原因，除了考慮到套用軟體多運行在X86架構外，還與能耗問題有關。曙光6000的能耗問題非常突出，它計畫大規模採用的八核龍芯，除了擁有中國自主智慧財產權外，其功耗只有30瓦左右。張佩珩透露，龍芯3二代產品還在流片階段，還未實現量產。
按照之前的計畫，曙光6000預計在2010年研製完成，並計畫提供給國家華南超級計算中心使用。曙光5000A的性能為180.6TFlops，在全球排名第十名，IBM公司的“走鵑”是全球排名第一的高性能計算機，其性能超千萬億次。據報導，2009年，IBM在為美國能源部開發比走鵑快20多倍的“ 紅杉”。
英國的超級電腦
據英國《每日郵報》報導，英國國家氣象局當地時間2009年5月21日揭開了該國運算能力最強大的超級計算機的神秘面紗，這台計算機每秒的運算速度達到一萬億次，幫助該局做出有史以來最準確的天氣預報。
仍無法準確進行天氣預報
英國氣象局(Met Office)承認，儘管這台超級計算機造價3000萬英鎊，運算能力比10萬台個人計算機的總和還強大，可仍有可能做出錯誤的天氣預測。這台由IBM製造的超級計算機放在比兩個足球場還大的大廳里，運行起來需要1.2兆瓦的電量——足夠一個小鎮的用電量。向一個由400位科學家組成的專家小組提供氣象信息。
2009年5月，這台IBM超級計算機已經開啟，但要實現完全啟動還需要兩個月之久。在峰值狀態下，它每秒可進行一萬億次運算，但這種運算能力要到2011年才能實現。英國國家氣象局表示，超級計算機會提高逐日預報的質量，不過仍無法保證預報的準確性。超級計算機可以預測全球氣候變暖的長期模式，預測颱風和颶風等極端天氣事件，由此可以挽救數百萬人的生命。
英國全國氣象局藉助於這台計算機，可以做出有史以來最準確的天氣預報。它不僅可以幫助預測未來一兩天這樣的短期天氣情況，還有助於提高長期天氣預報的準確性。顯然，人們永遠無法對天氣做到百分之百準確的預測，但這確實會極大改善天氣預報的準確性。
預測氣候變化作用突出
IBM超級計算機的存儲能力達到驚人的1500萬兆，2009年5月在位於德文郡埃克塞特的英國國家氣象局總部上線，但直到2009年8月開始進行天氣預測。處理衛星圖片信息，預測以前所無法預測到的災難性氣象事件。獲取的基本數據與以前一樣，只是會對這些數據作出更為詳盡的運算。
運算能力越強，做出的預算就越準確。由於一次可以進行一萬億次的運算，這使得預測的準確性達到前所未有的水平。很長一段時間以來，人們一直在克服運算能力上的種種局限，這台超級計算機幫助解決了這些問題。
人們極端天氣事件的發生，但可以在此類事件發生前讓人們提前作出準備，防患於未然，這在以前是不可能的。IBM超級計算機在預測氣候變化對地球影響方面的重要性十分突出。可以幫助解答有關氣候變化狀況及應對之策的諸多問題。全球氣候變化是當前世界面臨的一道難題，這台超級計算機會提供相關信息。
實現戰略目標重要一步
英國國家氣象局的超級計算機還沒有名稱。此前，愛丁堡大學的一台超級計算機是英國運算能力最強大的計算機，這一頭銜被英國國家氣象局的超級計算機所取代。愛丁堡大學的超級計算機全名為“High-End Computing Terascale Resource”，即“高端計算太拉級資源”，簡稱“Hector”，每秒運算速度達到670億次。緊隨其後的是雷丁大學的超級計算機，每秒運算速度達到270億次左右。
英國氣象局超級計算機提供有關發生可能性低、但破壞性大的氣象事件的預警，對氣候變化做出重要研究。世界極端氣象事件的影響日趨嚴重，全球氣候變暖的潛在衝擊日趨明顯。氣象局在研究和預測這些事件上發揮著越來越大的作用。新超級計算機是實現戰略目標的重要一步。
世界上運算能力最強大的超級計算機“Sequoia”的運算速度達到20 Petaflop，即相當於兩百萬台個人計算機的計算能力。所謂petaflop，是衡量計算機性能的一個重要單位，1 petaflop等於每秒進行1000萬億次的數學運算。“Sequoia”存放在美國能源部位於加州的國家實驗室，一旦全面啟動，美國政府通過其去幫助管理美國核武庫。
世界最強七台
之一
Blue Gene/L是世界上最快的超級計算機之一，其峰值速度能夠達到360萬億次浮點計算。這台超級計算機內部擁有65536顆處理器，同樣運行著Linux作業系統。這是IBM公司、利弗莫爾實驗室和美國能源部聯合製作完成的超級計算機，由於採用了基於單元的設計結構，使之能夠隨時添加計算單元而不需要擔心遭遇瓶頸的問題。
Blue Gene/L因為執行一項與半個老鼠大腦一樣複雜的腦皮層模擬而被進一步關注，半個老鼠大腦擁有800萬神經元細胞，每一個細胞與其他神經纖維之間有8000個連結。除此之外，Blue Gene/L通常用來模擬包括蛋白質在內的生物化學過程。
之二
Red Storm是Cray公司和聖地亞國家實驗室聯合設計的並行處理超級計算機，其主要套用是模擬測試核武器的儲備情況，包括設計替換的成分、模擬測試在不同環境下各個部分的情況、幫助武器工程師和科學家進行輔助計算等等。
Red Storm由12960台配備AMD皓龍（Opteron）處理器的節點組成，峰值運算速度能夠達到124.42萬億次浮點計算。這台超級計算機僅僅使用了一套小型的Linux作業系統，只具有一些能夠支持Red Storm套用的功能。
之三
BGW (Blue Gene/W)—IBM華生研究中心
在IBM的華生研究中心，可以找到這部叫做Blue Gene/W或BGW的超級計算機，其峰值的運行速度可以達到114萬億次浮點計算。 組成Blue Gene/W的是20台冰櫃那樣的架子組成，每一個架子裡面包含1024個節點，每一個節點擁有兩個700MHz的Power 440處理器和512MB的記憶體。
Blue Gene/W的主要工作是進行科學計算，例如生物學模擬、蛋白質摺疊和其他IBM科學家的研究工作。
之四
ASC Purple是美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和IBM通力合作的結晶。其峰值100萬億次浮點計算的能力，來源於196台IBM Power5SMP伺服器冗餘環的強大性能。實際上這台超級計算機總共擁有12544顆微處理器，50TB的記憶體和2PB的磁碟存儲空間。ASC Purple目前被用來模擬測試核武器的性能，而過去常常需要通過底下核試驗才能測得。
之五
MareNostrum 巴塞隆納超級計算中心
MareNostrum是歐洲最強大的超級計算機，它擁有10240顆處理器，峰值計算速度能夠達到94.21萬億次浮點計算。 組成MareNostrum的2560台JS21刀片式計算結點占據了大約半個籃球場（120平米）的面積，位於西班牙的巴塞隆納超級計算中心。
MareNostrum的套用相當廣泛，包含人類基因的研究、天氣預報、藥品研究等等領域。
之六
Dell公司開發的Thunderbird是一台擁有8960顆處理器的Linux集群伺服器，放置在美國新墨西哥州阿布奎基的聖地亞國家實驗室，這一個國家級的原子能安全管理實驗室。 這一部集群伺服器執行多箇中型任務的表現要比執行單一大型任務出色的多。
Thunderbird達到53.0萬億次浮點計算的速度，使得它在世界上最快的500台計算機排行榜中名列第六。這台超級計算機主要用來模擬武器的性能、半導體設備的輻射狀況、極端環境下的武器安全性能等等工作。
之七
Tera-10 法國原子能署
Bull SA為法國原子能署建造的這台Tera-10，在世界上最快的500台計算機排行榜中名列第七。Tera-10由544台Bull的NovaScale 6160伺服器組成，每一台這樣的伺服器都配有8顆雙核Intel安騰（Itanium）處理器，運行速度大約是42.9萬億次浮點計算。這台超級計算機使用Linux作業系統，用來模擬原子能試驗。
