你知道的超级计算机现在都有哪些？什么是超级电脑

本文目录

• 你知道的超级计算机现在都有哪些
• 什么是超级电脑
• 世界上的超级电脑
• 中国的超级计算机有哪些
• 长城计算机是不是超级计算机
• 什么是“超级电脑”

你知道的超级计算机现在都有哪些

我国超级计算机目前位于世界前10的有：中国国家超级计算天津中心的“天河一号”超级电脑在最新排名中名列第五；另外超级计算深圳中心的“星云”超级电脑排名第十。

什么是超级电脑

专家认为，首先登场的将是超级电脑。这是指能够进行高速、超大规模计算的一类电脑，又叫做大规模并行计算机，运算速度高达每秒成百上千亿次操作。

在计算机科学中，运算速度通常以每秒执行多少次浮点运算来表达，1次浮点运算就是1次二进制数字的加减。每秒钟1万亿次浮点运算相当于这样一个概念：如果一个人以每秒钟作一次运算，那么，他需要花1万年时间不停地运算才相当于万亿次计算机1秒完成的计算量。奥秘在于超级电脑采用了“并行”处理结构，而个人电脑采用的是“串行”处理结构。在“串行”处理中，不管要处理的信息有多少，都要依次排队按部就班地进行处理。而在“并行”处理中，则是将信息分到各个部门去同时进行处理，用不着等前面的处理完以后再处理后来的信息。

显然，超级计算机在政治、经济、军事、科学等领域都有十分重要的地位。

世界上的超级电脑

　　在西雅图举行的SC11大会上公布的全球超级计算机TOP500排行榜上，日本“京”(K Computer)以跨越1亿亿次每秒的计算能力继续占据榜首的位置。同时在计算能力排在前十位的系统中，有两套超级计算机系统是来自中国的，它们分别是来自部署在天津的“天河一号”以及部署在深圳的“曙光星云“高效能计算系统。下面就让我们来看看在这个星球上计算能力最强大的系统。         世界上超级电脑种类

　　1.K Computer 首个跨越亿亿次运算的超级计算机

　　世界上最快的超级计算机“京”(K Computer)是日本RIKEN高级计算科学研究院(AICS)与富士通的联合项目。“京”(K Computer)没有使用GPU加速，而是完全基于传统处理器搭建。“京”(K Computer)的最大性能四倍于排在第二位的“天河一号”。现在的“京”(K Computer)配备了88128颗富士通SPARC64 VIIIfx 2.0GHz八核心处理器，核心总量705024个，最大计算性能10.51Petaflop/s，峰值性能 11.28038 Petaflop/s，同时效率高达93.2%，总功耗为12659.9千瓦。

　　2.天河一号

　　曾经的王者位于中国天津国家超级计算机中心的“天河一号系统”在最新的排行榜中位列第二。计算能力达到2.57 petaflop/s。去年，天河一号还曾在TOP500排行榜中排名榜首。天河一号采用了CPU+GPU的混合架构。配有14336颗Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心处理器、7168块NVIDIA Tesla M2050高性能计算卡，以及2048颗我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器，总计20多万颗处理器核心，同时还配有专有互联网络。造价在6亿 人民币以上。

　　3.JAGUAR XT5 用于民用的超级计算机

　　“JAGUAR”超级计算机系统隶属于美国能源部，坐落于美国橡树岭国家实验室。“JAGUAR XT5”系统由美国国家科学基金会出资、Cray公司建造、田纳西大学和国家计算科学研究院共同拥有。它曾在2010年6月的TOP500排行榜中排名第一。“JAGUAR”是一台民用计算机，采用AMD Magny-Cours核心六核Opteron处理器，其最大计算能力为1.75 petaflop/s。主要用于模拟气候变化、能源产生以及其他基础科学的研究。

　　4.曙光星云 采用自主设计的HPP体系结构

　　“星云”坐落于我国深圳国家超级计算机中心。“星云”系统运算峰值达到3 petaflop/s，最大计算性能1.271 petaflop/s，并且是中国第一台、世界第三台实现双精度浮点计算超千万亿次的超级计算机，且其单位耗能所提供的性能达到了4.98亿次/瓦。

　　“星云”超级计算机采用自主设计的HPP体系结构，由4640个计算单元组成，采用了高效异构协同计算技术，系统包括了9280颗通用CPU和4640颗专用GPU组成。计算网络采用了单向40Gbps QDR Infiniband技术，核心存储采用了自主涉及的Parastor高速IO系统。

　　5.Tsubame 2.0 加入多种新硬件技术

　　Tsubame 2.0超级计算机是东京工业大学和NEC、HP联合推出的。Tsubame 2.0的速度是Tsubame 1.0的30倍，这款超级计算机配置2816颗 Intel Westmere 处理器和4224颗 NVIDIA Tesla M2050 GPU，并加入了DRAM和SSD等新硬件产品并采用Linux和Windows双系统。现在东京工业大学正着手制定Tsubame3.0的计划。

　　6.Cielo 为国家级实验室计算提供支持

　　在西班牙语中Cielo是“天空”的意思。Cielo现今为Los Alamos、Sandia以及Livermore三个国家级实验室提供计算支持。Cielo超级计算机基于Cray公司下一代的Baker架构，并使用AMD最新的Magny-Cours架构处理器，计算节点方面Cielo则采用双子星相互连接。

　　7.Pleiades 独有的Lustre文件系统

　　Pleiades超级计算机系统为位于美国加利福尼亚的NASA Ames研究中心提供计算支持。Pleiades由4核Harpertown和6核Westmere构成，内核数为81920个。同时网络连接架构使用infiniband方式。Pleiades的最大计算能力达到1.09 petaflop/s。并使用了超级计算机特有的Lustre文件系统。

　　8.HOPPER 以海军女少将命名的超级计算机

　　HOPPER超级计算机系统是以美国海军女少将Grace Hopper的名字命名，Grace Hopper也是软件及编程语言的先驱者。现今HOPPER位于劳伦斯伯克利国家实验室的国家能源研究科学计算中心。HOPPER采用了CrayXE6系统单元，包含AMD十二核心的Opteron6172处理器，总共具备153408个内核，最大运算能力达到了1.05petaflop/s。

　　9.Tera-100 欧洲大陆最强的超级计算机

　　Tera-100是目前欧洲计算最强的超级计算机。Tera-100系统的理论峰值性能为1.25Petaflop/s，最大计算性能约为1Petaflop/s。Tera-100去年3月完成搭建，5月26日正式加电启动。Tera-100由4300个bullxS系列服务器组成。系统部署了140000颗Intel Xeon7500处理核心，内部存储器容量为300TB，外部存储器容量达到了20PB，全局文件系统的吞吐量为500GB/s。Tera100将被用于法国核武器模拟项目。

　　10.Roadrunner 混合式超级计算机

　　坐落于美国Los Alamos实验室的Roadrunner超级计算机系统曾在2008年6月的TOP 500排行榜名列首位。它也是全球第一个运算能力超过1 petaflop/s的超级计算机系统。

中国的超级计算机有哪些

目前位于世界前10的有：中国国家超级计算天津中心的“天河一号”超级电脑在最新排名中名列第五；另外超级计算深圳中心的“星云”超级电脑排名第十。超级计算机概念超级计算机：能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑。其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异，但规格与性能则强大许多，是一种超大型电子计算机。具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一太(Trillion,万亿)次以上。超级计算机排行榜据美国《新科学家》网站报道，随着科学技术的迅猛发展，计算机的运行速度也越来越快，大型超级计算机不断问世。国际TOP500组织是发布全球已安装的超级计算机系统排名的权威机构，他们以超级计算机基准程序Linpack测试值为序进行排名，每年发布两期全球超级计算机500强排行榜。在11月份刚刚出炉的排行榜上，美国的“美洲豹”荣登榜首宝座，中国的“天河一号”名列第五位。另外超级计算深圳中心的“星云”超级电脑排名第十。排名前十的超级计算机系统实测运算速度都超过每秒千万亿次，其中美国的超级计算机有3个，中国和德国2个，日本、法国和意大利各1个。中国国家超级计算天津中心的“天河一号”超级电脑在最新排名中名列第五；另外超级计算深圳中心的“星云”超级电脑排名第十。超级计算机意义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。是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机是世界高新技术领域的战略制高点，是体现科技竞争力和综合国力的重要标志。各大国均将其视为国家科技创新的重要基础设施，投入巨资进行研制开发。

长城计算机是不是超级计算机

不是超级计算机，长城计算机只是一个品牌。我国超级计算有天津中心的“天河一号”超级电脑，超级计算深圳中心的“星云”超级电脑超级计算机是指能够执行一般个人电脑无法处理的大量资料与高速运算的电脑。就超级计算机和普通计算机的组成而言，构成组件基本相同，但在性能和规模方面却有差异。超级计算机主要特点包含两个方面：极大的数据存储容量和极快速的数据处理速度，因此它可以在多种领域进行一些人们或者普通计算机无法进行的工作。

什么是“超级电脑”

什么是超级电脑呢？按照美国传统词典的解释，它是一种主机电脑，是在一定时期内可以得到的一种最大的、运行速度最快 的、功能最强的电脑。超级电脑可以进行高速度和大存储量的 计算。*超速运算*超级电脑的速度有多快呢？德国曼海姆大学、美国的田纳西大 学和美国能源部的劳伦斯-伯克利实验室的专家指出，目前全 球速度名列前茅的五百部超级电脑中，速度最慢的，每秒钟能 运算将近两千亿次。而在速度最快的一批电脑中，有47台每秒 钟运算次数超过了一万亿次。其中的冠军是日本研制的超级电 脑，名叫“地球模拟器”，每秒能进行的浮点运算次数接近36 万亿次。 这还刚刚达到了理论速度极限的87%，也就是说，可 能还有增加的潜力。不过运算次数接近36万亿次，是个理论上的数字。而在实际应 用中呢，往往比理论数字要低一些。“地球模拟器”中心的负 责人说，这座超级电脑在运行一套气象模型软件的时候，速度 超过每秒26万亿次。在超级电脑领域，是“强中更有强中 手”的，是“江山代有才人出，各领风骚没几年”的。最 近，IBM，也就是国际商用机器公司，获得了为美国能源部制 造两台最快速的超级电脑的合同。这两台电脑将把目前的世界 冠军远远抛在后边。这就是说，超级电脑将变得更加超 级。IBM的专家纳尔逊说：“比起现状来，这将是一大飞 跃。”*IBM新秀*IBM 的这两台新机器，一台叫“蓝色基因”，计算速度可以 达到每秒钟360万亿次。另一台叫ASCI 紫色，运算速度每秒钟 100万亿次。这分别是现有的最快的超级电脑的将近3倍到十 倍。而两部电脑合起来，每秒钟能联合运算四百六十万亿次。 数据处理能力相当于目前世界上五百部功能最强大的超级电脑 的总和的一倍半。这些速度是个什么概念呢？让我们拿个人电脑来比一比。【合 众国际社】说，现在最快的个人电脑每秒钟能处理10亿条指 令，而超级电脑的浮点运算要比这复杂得多。 IBM 表示，未 来的“蓝色基因”超级电脑处理信息的速度相当于普通家用电 脑的四十万倍。IBM因特网技术和战略部的负责人纳尔逊说： “一些科学家说，这是有史以来第一次，电脑有了和人脑一样 的对信息进行粗处理的能力。”*深蓝下棋*超级电脑的用途是什么呢？可以从事模型处理，一些大公司用 它来开发产品和检验产品的应用。一些政府机构用它来进行大 规模试验、计算和研究。例如现有的一台IBM超级电脑叫“白 色”，它的运算速度是每秒7.2万亿次，它用于模拟核爆炸和 宇宙的形成、从事飞行器设计、药物合成等。超级电脑可以用 于观察气象、预测天气。这个工作涉及的因素很多，用超级电 脑来估算比较容易算准。而预测地震呢，所需要的计算就更复 杂了，即使是现在最快的超级电脑“地球模拟器”也做不 到。“地球模拟器”中心的负责人说，他希望，下一代 的“地球模拟器”能预测地震。超级电脑还有个用途是监视那些从外太空飞向地球的物体，看 看它们到底是陨石、太空船、掉落的人造卫星还是UFO，也就 是，不明飞行物。夏威夷的一个高性能电脑中心有一台IBM超 级电脑就是干这个的。它能迅速的把太空望远镜拍下的模糊影 像转换为清晰的移动图像，以便美国空军看出那究竟是什么东 西。这个超级电脑每秒能运算4800亿次，比IBM超级电脑“深 蓝”要快上将近40倍。“深蓝”曾经在1997年和国际像棋大 师卡斯帕罗夫下棋，下赢了。IBM计划建造的两台功能最强大的超级电脑将用于模拟核武器 试验以及从事其它科学研究。IM从明年开始在北加州的利弗 莫尔国家实验室安装这两台机器，估计2005 年完工。电脑实 验室科研人员不等完工就将部份的使用“ASCI 紫色”电脑。 美国能源部将用它来模拟核武器爆炸，而不用进行地下核试 爆。*核武模拟*利弗莫尔国家实验室核武器项目负责人、物理学家布鲁斯-古 德温说：“ASCI紫色”机是核武器物理学家十分盼望的机 器。长期以来，他们梦想进行逼真的氢弹爆炸立体模拟，新电 脑让科学家如愿以偿。这样的模拟，需要超级电脑分秒不停的 连续运算两个月。科学家们通过模拟解决核武器老化等问题， 改进并设计新武器。另一台超级电脑“蓝色基因”可以储存相当于十亿部书的信 息，可以模拟各种物理现像，预测材料的性能、烈性炸药 的“行为”以及地球大气层和污染源之间的相互作用等等，可 以用于气象研究，例如飓风预报，以及生物学的DNA 分 析。IBM的专家纳尔逊说：“这些机器能从事气象、核武 器、DNA分子等各方面的，比过去先进得多的模型建造。”关于IBM计划制造的这两台超级电脑之间的区别，物理学家古 德温说：“蓝色基因”有如超音速战斗机，速度快但功能比较 少，而“ASCI 紫色”象是747客机，功能更多，但是飞行速 度比较慢。*硬件结构*在硬件结构方面，超级电脑的机身，往往不是一个，而是一 群；所占的地方，往往不是一点，而是一片。有不少超级电 脑是庞然大物。例如电脑重一百九十七吨，体积 相当于两百个电冰箱的大小；里面有二百五十多公里长的光纤 和铜制的电缆，具有超强的存储功能。微处理器，或者叫微处理芯片，相当于电脑的大脑。现在， 单个的芯片的速度远远达不到超级电脑的运算速度，那么超级 电脑的速度从何而来呢？是通过联合使用大量芯片而创造的。 有些超级电脑乾脆就是由一大批个人电脑组成的电脑群。这采 用的是“蚂蚁雄兵”的战略。 IBM公司超级电脑部门的副总 裁戴维·图瑞克表示，超级电脑其实是一组组的电脑经由软件 结合起来，步调一致，能象一台电脑一样的运作。一台个人电脑一般有一两个微处理芯片，相比之下，超级电 脑“白色”使用了8000多个处理器，协同动作。而NEC，也 就是日本电气公司研制的“地球模拟器”呢，采用了常见的平 行架构，使用了5000多个处理器。“蓝色基因”将使用十三 万个IBM 最先进的Power5 微处理器。电脑使用大 约一万两千六百个IBM 新型芯片，微处理器那么多，难免有的处理器会失灵。IBM的专家纳尔逊 说，新的电脑系统将能自动绕过失灵的部件。纳尔逊说： “最大的挑战是，制造一台可以自己管理自己的电脑。我们必 须研制出可以监督每个芯 片健康状况的软件。在出现问题的 时候，可以通过备用芯片或者叫候补芯片来完成任务，而不必 关机更换芯片卡。”*信息传送*除了处理信息的速度问题，还有信息的传送速度问题。 也就 是说，需要有足够的信息及时传过来以便让处理器来处理，否 则处理器就会停工待料。如果超级电脑不能很快地从记忆里提 取数据，那么超速处理的能力也就没用了。田纳西大学的超级 电脑专家唐加拉说，发展‘快速提取’来支持‘高速运 作’，是IBM面临的一个挑战。唐加拉说： “这个挑战是， 要在电脑内设立一个网络，让所有的数据快速沟通，从而使处 理器工作的时候不必等待。目前，制造高性能电脑的关键障碍 在于解决数据传输的瓶颈问题。”*光导技术*未来的超级电脑会采用什么新技术来更上一层楼呢？IBM 的超 级电脑部门负责人纳尔逊说，光学技术，也就是利用玻璃纤维 而不是用金属导线来传递信号，能够提高处理速度。纳尔逊 说： “这实际上是下一代的超级电脑了。这意味着，使用光 学信号交换器和光学网络把超级电脑的各个部件连接到一起， 可以使整个系统的效率提高十倍，甚至一百倍。”*造价昂贵*名列前茅的超级电脑的造价如何呢？最近IBM 和美国能源部签 订的制造超级电脑的合同，价值两亿九千万美元。而NEC 的“地球模拟器”，造价是4亿美元。为什么美国的两台更先 进的超级电脑的造价，比日本的这一台超级电脑还要低呢？这 是因为日本的超级电脑使用的处理器是专门为超级电脑设计 的，所以比较贵。而美国的超级电脑使用的处理器是能在商业 上通用的，能大批量生产的，因此比较便宜。所以，今年4 月，当NEC从美国手中夺走超级电脑冠军称号之后，有的美国 学者不甘示弱，强调在评比超级电脑的时候不能只看运算速 度，更要看工作效率和性能价格比。*IBM领先*今日之世界，哪个国家使用和制造超级电脑最多呢？是美国。 根据德国曼海姆大学、美国的田纳西大学和联邦能源部的专家 在十一月中旬公布的关于全球头五百部超级电脑的联合报告， 这些电脑有46% 置在美国，有91%美国制造的。如果单论技术 性能，NEC的“地球模拟器”暂时技压群雄。而若论商业市 场，则是IBM遥遥领先。今年8月，信息产业的评级机构IDC 发表了“全球高性能运算市场营收报告”。报告显示，在全球 使用超级电脑的公司机构中，IBM产品占的份额最多，名列第 二的是新惠普公司。此外，NEC、美国的升阳公司和克雷公司 也这一领域竞争。*国家资助*为什么美国在超级电脑领域领先呢？除了美国科技发达，人才 济济和财力雄厚的因素之外，几十年来美国的核武器研究也带 动了超级电脑工业的发展。最先进超级电脑的第一台经常被国 家武器实验室购买。冷战期间在内华达州进行的核试验取消 后，核武器研究人员对电脑功能的需求更迫切了。美国的超级 电脑有许多安装在国家实验室。世界上功能排名第二和第三的 的ASCI Q 电脑都在阿拉莫国家实验室，排名第四 的“ ASCI 白色”超级电脑在利弗莫尔国家实验室。*排行效应*和个人电脑相比，超级电脑的市场非常小。那么，为什么象 IBM 这样的公司这么卖力气来研制超级电脑呢？伯克利国家能 源实验室计算中心负责人霍斯特说：登上五百大超级电脑的排 行榜首，就象获得奥林匹克金牌；不少公司用这份名单来影响 他们的顾客。田纳西大学的唐加拉说： “这些公司是在用这 样的研究工作来帮助他们的技术发展。”唐加拉说： “这也 是改良产品的途径。这些尖端技术会渗透到我们的日常用品 中。”BM 期待把用于两台超级电脑的Power5 芯片，从明年起用于商 业用的电脑服务器，随后用于台式电脑，还可能用于电子游戏 机。IBM 希望芯片的商业应用换来利润回报。