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超級計算�
閱讀�17783時間�2010-12-27 15:11:01

  超級計算機是計算機中功能最�、運算速度最�、存儲容量的一類計算機,多用于國家高科技領域和技術研�,是國家科技�(fā)展水平和綜合國力的重要標��

  作為高科技�(fā)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。經過我國科技工作者幾十年不懈地努�, 我國�高性能計算�研制水平顯著提高,成為繼美國、日本之后的第三大高性能計算機研制生產國�

中國

    1992�,國防科技大學研制出銀�-II通用并行巨型�,峰值速度達每�10億次,主要用于中期天氣預報.

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

    1995�,曙光公司又推出了曙光1000,峰值速度每秒25億次浮點運算,實際運算速度上了每秒10億次浮點運算這一高性能臺階.曙光1000與美國Intel公司1990年推出的大規(guī)模并行機體系結構與實現技術相�,與國外的差距縮小�5年左�.

    1997�,國防科技大學研制成功銀�-III百億次并行巨型計算機系統(tǒng),峰值性能為每�130億次浮點運算.

    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�,峰值計算速度突破每秒1000億次浮點運算.

    1999�,國家并行計算機工程技術研究中心研制的神威I計算�,峰值運算速度達每�3840億次,在國家氣象中心投入使�.

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

    2008�,"深騰7000"是國內個實際性能突破每秒百萬億次的異構機群系�(tǒng),Linpack性能突破每秒106.5萬億�.

    2008�,曙光5000A實現峰值速度230萬億�、Linpack�180萬億�.作為面向國民經濟建設和社會發(fā)展的重大需求的網格超級服務�,曙光5000A可以完成各種大規(guī)模科學工程計�、商務計�.

    2009�10�29�,中國首臺千萬億次超級計算�"天河一�"誕生.這臺計算機每�1206萬億次的峰值速度和每�563.1萬億次的Linpack實測性能,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算機的國�.

天河一�

    據介�,"天河一�"研制之初,除使用了進口CPU之外,其他核心器件、互聯芯�、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�"飛騰"芯片,由國防科技大學專門�"天河"系列計算機量身定�,已達到了世界主流服務器CPU的水�.

    CPU是電腦的核心部件,被稱�"計算機的心臟".據了�,安裝"飛騰"芯片�,"天河一�"的峰值運算速度將在目前每秒1206萬億次的基礎上有所提升,其實際運算速度也將提高到每秒千萬億�.由于關鍵芯片完全"國產�","天河一�"更確保了信息安全.

    "天河一�"由國防科技大學�2009�10月研制推�,目前"天河一�"小系�(tǒng)已在超級計算天津中心投入運營,為天津市乃至�(huán)渤海地區(qū)的生物制藥、新能源新材�、航空航天裝備研制等新興產業(yè)服務.待今年年�"天河一�"全面部署完畢�,天津將成為我國具有千萬億次計算能力的區(qū)�,形成年產�100億元以上的信息產�(yè)集群.

作用

    今天的超級計算機可以確保核武器庫的安�、預測天氣、設計更安全的節(jié)能汽�、繪制DNA圖譜、探索宇�,甚至設計新型薯片.

    IBM公司深度計算部門負責人戴夫圖雷克�:"品客薯片是用(超級計算)能力設計出來�---評估其空氣動力學特性以便在生產過程中不會飛出生產線."

    超級計算機讓研究人員可以在幾�、幾周或幾個月時間內完成他們在普通計算機上終生都無法完成的工�.

    加利福尼亞勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室國防和核技術部門負責人布魯斯古德溫說,世界超級計算機生產數據的速度相當于在幾秒鐘內把整個美國國會圖書館的資料全部輸入計算機.

    在計算機上模擬核爆炸

    利用這種快速運算能�,超級計算機可以模擬核武器爆炸---從按下按鈕到炸彈引爆的全過程.

    在只有十億分之幾秒的時間�,許多復雜的系�(tǒng)相互作用以模擬一次核爆炸.為了精確重現這一過程,超級計算機必須具有高速計算能�.

    古德溫說,如果�1994�,當時世界上運算速度最快的計算機要�6000年才能完成這一"從按鈕到爆炸"的模�.而新的超級計算機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�.為了在不進行實際核試驗的情況下確保美國儲存的老式核武�(已經儲存15�35�)的安全性和可靠�,能源部轉向計算機模擬的辦�.

    古德溫說,從長遠看,這一技術還能大量削減制造行�(yè)的開�.將來的汽車和飛機將在超級計算機上設計和試�,然后再正式投�.

    尋找突變基因

    對佐治亞州技術學院的杰弗里斯科爾尼克來說,他的研究項目就是要拯救地球上的生�.

    他利用一臺價�800萬美元的"窮人�"超級計算機進行生物�(yī)療研�.這臺計算機的體積和運算速度比世界超級計算機小得�.但是,它可能發(fā)現用于治療某些當今最可怕的疾病的藥�,從這點來說,其回報應當是很豐厚的.

    斯科爾尼克正在研究氨基酸.他利用超級計算機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.如果他的研究能發(fā)現這些蛋白質的模式或漏�,找到修復這些漏洞的方�,那就能開�(fā)出治療的藥物.

    研究地球的未來和當今的宇�

    對氣候研究人員來�,超級計算機能幫助他們研究全球變�.超級計算機能產生氣候模�,預測未來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)星和海洋浮標收集氣候數�,然后輸入超級計算�,把計算結果變成動�,從而幫助氣候學家了解地球上所�(fā)生的情況.

    動畫的形式對圣克魯斯加利福尼亞大學的喬爾普里麥克教授也很有幫�.

    他把地基望遠鏡收集的數碼圖像輸入超級計算�,把它們變成電�.

    普里麥克�:"望遠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�."

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

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