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3D模擬海嘯襲擊、解析肝癌細胞樣本、大幅提高石油勘探效率……近幾個月來，超級計算機的應(yīng)用成果正日漸走入大眾視野。
超級計算機是指計算速度最快、處理能力最強的計算機，旨在解決一些特別復(fù)雜的科學(xué)工程挑戰(zhàn)性問題。當然這個“超級”的概念是相對的，一個時代的超級計算機到下一時代可能成為普通的計算機，其技術(shù)也可能轉(zhuǎn)化為通用的計算機技術(shù)。超級計算機集信息技術(shù)的大成，既是科技創(chuàng)新的高端基礎(chǔ)設(shè)施，也是一個國家或地區(qū)綜合實力的重要體現(xiàn)。
超級計算機最早出現(xiàn)于20世紀60年代。世界上第一臺超級計算機CDC6600型誕生于1964年，由美國控制數(shù)據(jù)公司研制而成，其運算速度為每秒300萬次浮點計算。數(shù)十年來，超級計算機技術(shù)呈現(xiàn)加速發(fā)展趨勢，目前數(shù)以萬計的處理器通過高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接、協(xié)同工作構(gòu)成大規(guī)模并行計算系統(tǒng)成為主流，超級計算機已跨入每秒千萬億次時代，代表性的系統(tǒng)有美國的IBM“走鵑”、藍色基因、美國克雷公司的“美洲豹”，中國的“天河一號”，日本的“京”計算機等。
自1993年以來，國際上普遍采用Linpack基準數(shù)值計算程序來衡量不同超級計算機的最大實際應(yīng)用能力，并以此建立了全球最快的500臺超級計算機排行榜，每年發(fā)布兩次，集中展現(xiàn)世界各國在超級計算系統(tǒng)研制上的最新成果。在這個排行榜上，美國長期占據(jù)領(lǐng)先地位，日本間或排行第一，歐洲占據(jù)較大的份額。2010年11月中國國防科技大學(xué)研制的“天河一號”排名世界第一，標志著中國進入了超級計算機研制的領(lǐng)先行列。
超級計算機主要用于能源、環(huán)境、材料科學(xué)、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、物理、國家安全及其他領(lǐng)域的前沿研究。近年來相關(guān)技術(shù)也廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟與社會生活中，如經(jīng)濟預(yù)測、社會計算、風(fēng)險分析、電子商務(wù)服務(wù)、動漫創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)等。超級計算機和高性能應(yīng)用需求相伴相生。一方面，國民經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)和國防領(lǐng)域的重大應(yīng)用需求不斷引領(lǐng)著超級計算機的發(fā)展；另一方面，超級計算機的重大技術(shù)進步往往會對應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)生深刻的影響，催生一大批重大前沿科學(xué)突破與新技術(shù)變革，從而衍生出新的超級計算應(yīng)用發(fā)展需求。
超級計算機的速度今后還將繼續(xù)提升。根據(jù)美國公布的研究計劃，還將有數(shù)臺2萬萬億浮點計算能力的系統(tǒng)于今年內(nèi)問世。美國、歐洲、日本都啟動了一系列新研究計劃，目標是在2018年左右研制出具有每秒1018次浮點計算能力的超級計算機。中國也在“十二五”期間啟動了下一代超級計算機的研制。
世界超級計算機的進一步發(fā)展面臨著高速高效、綠色節(jié)能、持續(xù)可擴展等一系列技術(shù)挑戰(zhàn)，需要使能技術(shù)、微電子技術(shù)、新材料技術(shù)、軟件技術(shù)等全方位的技術(shù)創(chuàng)新，才能不斷突破極限、邁向更高目標。
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