超级计算机

用手机看条目

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

超级计算机(英语:supercomputer)

目录

什么是超级计算机

  超级计算机指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。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一兆(万亿,非百万)次以上。“超级计算”(supercomputing)这名词第一次出现,是在1929年《纽约世界报》关于IBM哥伦比亚大学建造大型报表机(tabulator)的报导。

超级计算机的概述

  1960年代,超级计算机由米高·徐尔(Michael Tsui)在Control Data Corporation里设计出来并领先市场直到1970年代克雷创立自己的公司──克雷研究。凭着他的新设计,他控制了整个超级计算机市场,并占据颠峰位置长达五年(1985年-1990年)。到了1980年代,正值小型电脑市场萌芽阶段,大量小型对手加入竞争。在1990年代中期,很多对手受不了市场的冲击而消声匿迹。今天,超级计算机成了一种由像IBM及惠普等大型电脑公司所特意设计的电脑。虽然这些公司通过不断并购其他公司而增强了自己的经验,克雷研究依然是超级计算机领域的巨头之一。

  “超级计算机”一词并无明确定义,其含义随计算机业界的发展而发生变化。早期的控制数据公司机器可达十倍速于竞争对手,但仍然是比较原始的标量处理器。到了1970年代,大部分超级计算机就已经是向量处理器了,很多是新进者自行开发的廉价处理器来攻占市场。1980年代初期,业界开始转向大规模并行运算系统,这时的超级计算机由成千上万的普通处理器所组成。1980年代中叶,将适量的矢量处理器(一般由8个到16个不等)联合起来进行并行计算成为通用的方法。1990年代以后到21世纪初,超级计算机则主要由基于精简指令集的处理器(譬如PowerPC、PA-RISC或DEC Alpha)互联进行并行计算而实行。

超级计算机的用途

  超级计算机常用于需要大量运算的工作,譬如天气预测、气候研究、运算化学、分子模型、天体物理模拟、汽车设计模拟、密码分析等。

  超级计算机的创新设计在于把复杂的工作细分为可以同时处理的工作并分配于不同的处理器。他们在进行特定的运算方面表现突出,但在处理一般工作时却差强人意。他们的数据结构是经过精心设计来确保数据及指令及时送达——传递速度的细微差别可以导致运算能力的巨大差别。其输入/输出系统也有特殊设计来提供高带宽,但是这里的数据传输延迟却并不重要——超级计算机并非数据交换机。根据阿姆达尔定律,超级计算机的设计都集中在减少软件上的序列化、用硬体在瓶颈上加速。

2019年全球超级计算机500强榜单公布[1]

  由国际组织“TOP500”编制的新一期全球超级计算机500强榜单2019年11月18日揭晓,中国入围这一榜单的超级计算机数量持续增长,达到了228台,高于6个月前上一期榜单公布时的219台,继续保持入围数量第一位置。

  全球超级计算机500强榜单始于1993年,每半年发布一次,是给全球已安装的超级计算机排座次的知名榜单。最新榜单显示,美国橡树岭国家实验室的“顶点”系统以每秒14.86亿亿次的浮点运算速度位列榜首。排名第二的超级计算机是美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的“山脊”系统,中国超级计算机系统“神威·太湖之光”和“天河二号”分列榜单第三、第四位。

  根据这份最新的榜单,美国共有117台超级计算机入围此次榜单,入围数量仅次于中国位居第二,但比较运算速度,美国超级计算机继续占据榜单的第一、第二位置。从总算力上看,美国超算占比为37.1%,中国超算占比为32.3%,中美在超算领域的差距较半年前进一步缩小。中美之后,日本、法国、德国、荷兰、爱尔兰、英国等也有两位数的超算系统入围本次500强榜单。

  本次榜单的入围门槛继续提高,从6月榜单的至少每秒1.02千万亿次运算速度上升到至少每秒1.14千万亿次运算速度。中国企业继续保持上榜数量优势。联想、中科曙光和浪潮位居全球超算制造商前三位。就榜单上超算系统使用的芯片看,英特尔公司继续占据主导地位,入围500强的超算中,有470台用到了该公司的处理器。

  超级计算机是指在特定生产工艺条件下,采用先进的技术、工艺设计生产出来的功能强、运算速度快、存储容量大的电子计算机系统。目前,超级计算机的运用领域正不断扩展,从人类基因组绘制、全球气候变化分析等不断延伸至游戏开发、云计算、人工智能、大数据融合等新兴领域。美国是全球最早发展超级计算机的国家,进入21世纪以来,中国在超算领域发展迅速。中国在2000年仅有2台超级计算机跻身全球500强。目前,全球主要科技大国正围绕下一代超级计算机,即E级超级计算机(指每秒可进行百亿亿次运算的超级计算机)展开激烈竞争。

参考文献

本条目对我有帮助1
MBA智库APP

扫一扫,下载MBA智库APP

分享到:
  如果您认为本条目还有待完善,需要补充新内容或修改错误内容,请编辑条目

本条目由以下用户参与贡献

苏青荇,陈cc.

评论(共0条)

提示:评论内容为网友针对条目"超级计算机"展开的讨论,与本站观点立场无关。

发表评论请文明上网,理性发言并遵守有关规定。

MBA智库
打开APP

以上内容根据网友推荐自动排序生成