超级计算机

超级计算机是一种超大型电子

“超级计算”（Supercomputing）这名词第一次出现是在媒体“纽约世界报”于1929年关于IBM为哥伦比亚大学建造大型报表机（tabulator）的报导。超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。

把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。

自1976年

在运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。作为高科技发展的要素，超级计算机早已成为世界各国经济和国防方面的竞争利器。超级计算机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。我国超级计算机及其应用的发展为我国走科技强国之路提供了坚实的基础和保证。

超级计算机也有用武之地。在北京奥运会中，北京气象局也将采用IBM生产的超级计算机来为北京及周边地区提供精确到小时的天气预报。

超级计算机

最新榜单中用于金融的超级计算机已经达到了76台。证券市场瞬息万变，0.01秒的时滞可能导致收益的巨大变化。Top500榜单上位于中国的超级计算机有一些在从事资金管理方面的工作，如社保机构、保险公司、大型银行等机构。

很早就开始采用计算机来帮助提升效率。1953年，美国航空公司和IBM合作开发了一套机票预订系统，如今全球预订系统同样使用超级计算机来管理它庞大的数据库，昼夜不间断地处理全球各地的各种旅行预订交易。

2005年Top500榜单四台在中国，都是为了支持网络游戏《魔兽世界》运行而安装的，它们同时与40万名以上的在线玩家连接，每一次攻击经过超级计算机的运算处理后再传递给玩家的电脑，确保同一个服务器上的每一个玩家眼中看到的都是同一个世界。

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。

“美洲豹”超级计算机

1. 美洲豹

“美洲豹”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。在本期排行榜上，它以每秒1.8千万亿次的运算速度超越“走鹃”而名列榜首，它的运算速度比“走鹃”快大约70%。“美洲豹”是一台民用计算机，将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。

2. 走鹃

自2008年6月起到本期排行榜出炉之前，“走鹃”一直稳居TOP500排行榜榜首位置，它也是世界上第一台打破每秒千万亿次运算速度的超级计算机。“走鹃”位于美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室，它也是一种IBM系统计算机，每秒运算速度可达1042万亿次。它采用了一系列专门针对游戏和商业的技术，包括用于索尼“游戏站3”的九核Cell处理器和AMD双核皓龙处理器。因此，“走鹃”是全球第一台采用Cell处理器的混合式超级计算机。“走鹃”系统主要用于对美国核武器进行复杂而秘密的评估。

3. 海妖

“海妖”超级计算机由美国田纳西大学国家计算科学研究院所研制。“海妖”系统中拥有10万个AMD双核皓龙处理器，运算速度为每秒831万亿次，它主要用于一些高端服务器或工作站中。“海妖”也是世界上由学术机构所拥有的运算速度最快的计算机。

4. 尤金

“尤金”是欧洲运算速度最快的巨型计算机，曾经也名列全球排行榜第二名。它是由德国尤利希超级计算机中心所研制，采用的是IBM蓝色基因/P型机设计方案，使用许多小型、低能耗的芯片。该方案中，每一个独立处理器的最大运行速度为850兆赫，甚至比普通家用电脑的处理速度都还要慢。但是，“尤金”巨型机总共拥有292000个处理器芯片，如此多的芯片使得它的整体运算速度高达每秒825万亿次。科学家们正在对其进行升级。

5. 天河一号

“天河一号”是首次进入全球超级计算机500强排行榜。它是中国首台千万亿次超级计算机系统，其系统峰值性能为每秒1206万亿次双精度浮点运算，Linpack测试值达到每秒563.1万亿次。“天河一号”是由天津滨海新区和国防科技大学共同建设的国家超级计算机天津中心所研制，它的运算速度是中国此前最快的超级计算机的四倍多。在“天河一号”中，共有6144个Intel处理器和5120个AMD图像处理单元(相当于普通电脑中的图像显示卡)。“天河一号”将广泛应用于航天、勘探、气象、金融等众多领域，为国内外提供超级计算服务。

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。

Top1 美洲豹美国橡树岭国家实验室

Top2曙光星云深圳国家超级计算机中心

Top3走鹃洛斯阿拉莫斯国家实验室

Top4 海妖美国田纳西大学国家计算科学研究院

Top5尤金德国尤利希超级计算机中心所

Top6 Pleiades超级计算机先进超级计算设备的艾姆斯研究中心

Top7 天河天津国家超级计算机中心

天津的天河-1A已经安装完毕，速度全球第一，比第二名的美国国家实验室的计算机快30%，速度达到每秒2.5千万亿次运算。

全球高性能计算机TOP500排行榜官方网站5月31日发布了最新的“500强”名单，中国首台实测性能超过千万亿次的高性能计算机“星云”跻身世界超级计算机第二位。

超级计算机名称　开发公司/院校　所在机构　运算速度（最大） 运转速度（峰值）

走鹃（Roadrunner） IBM　美国洛斯阿拉莫斯国家实验室　1105 Tflops 1456.7Tflops

美洲虎（Jaguar）　Cray　美国橡树岭国家实验室　1.059 Tflops 1381.4Tflops

尤金（JuGene）　IBM　德国尤里希研究中心　825.5 Tflops 1002.7Tflops

昴星（Pleiades）　SGI　美宇航局埃姆斯研究中心　487.01Tflops 608.83Tflops

蓝色基因L（BlueGene/L）　IBM　美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室　478.2 Tflops 596.38Tflops

北海巨妖 XT5（Kraken XT5）　Cray　美国国际计算科学研究院　463.30Tflops 607.20Tflops

蓝色基因 P（BlueGene/P）　IBM　美国阿贡国家实验室　458.61 Tflops 557.06Tflops

巡游者（Ranger） Sun　美国德克萨斯高级计算中心　433Tflops 579Tflops

蓝色基因 Blue GENES DOE/NNSA/LLNL 415Tflops 501Tflops

尤罗帕（JUROPA） Sun 德国尤里希研究中心 274Tlops 308Tflops

第一名：天河二号。2013年11月发布的超算名单上，中国国防科技大学研制的天河二号超级计算机，以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度夺得头筹，继续成为全球最快的超级计算机，比第二名Titan快近一倍。继2010年11月天河-1A计算机问鼎以来，天河二号是多次夺得全球超级计算机第一名。天河二号有16000个节点，每个节点部署了两个英特尔Xeon IvyBridge及三个Xeon Phi处理器，计算核心总数达3120000个。天河二号年底将部署在中国广州国家超级计算机中心当中。

天河二号

第二名：泰坦（Titan）。位于美国能源部（DOE）橡树岭国家实验室中的Titan从冠军宝座退至第二。Titan搭载Cray公司的XK7系统，使用560640个AMD皓龙处理器核心和261632个英伟达K20x加速器，Titan的运行速度为17.59千万亿次/秒。Titan是最节电的超级计算机，耗电8.21兆瓦，性能为2143 Mflops/W。

第三名：红杉（Sequoia）。搭载IBM的BlueGene/ Q系统的Sequoia安装在美国能源部劳伦斯·利弗莫尔国家实验室，排名第三，下降了一个名次。Sequoia最早于2011年交付使用，取得了每秒17.17千万亿次运行速度，该超级计算机使用了1572864颗核心。Sequoia的节能也很不错，耗电为7.84兆瓦，性能为2031.6 MFLOPS/W。

第四名：K超级计算机。富士通K计算机安装为日本神户化学研究所高级计算科学研究院（AICS），排名第四，基准测试速度为10.51 Pflop / 每秒，使用了705024颗SPARC64处理核心，运算速度为10.51千万亿次/秒。

第五名：米拉（Mira）。美国能源部阿尔贡国家实验室的Mira采用了第二代BlueGene/Q架构。每秒8.59千万亿次的运行速度，塞入的核心数量比排名第七的Juqueen要多得多：准确地说是786432个，因而性能几乎翻番。

第六名：Piz Daint。瑞士国家超级计算中心（CSCS）的Piz Daint运算速度达到6.27千万亿次/秒，性能位居第六名。

第七名：Stampede。德克萨斯大学德克萨斯高级计算中心的升级版Stampede运算速度达到5.17千万亿次/秒，性能位居第七名。

第八名：Juqueen。超级计算机Juqueen位于德国于利希，同时也是于利希研究所与IBM共同研制的欧洲最快的超级计算机 。Juqueen搭载了IBM的BlueGene/Q系统，总共拥有393216个计算内核，功耗为1970KW。它在Linpack测试时处理能力可达每秒5.01千万亿次浮点运算。

第九名：Vulcan。美国的“Vulcan”在Linpack基准测试运算速度达到4.29千万亿次/秒（petaflop/s），位居第八。

第十名：SuperMUC。作为Top500榜单上的一个常客，IBM系统实验室当中的SuperMUC位于德国慕尼黑附近的莱布尼兹超级计算中心。它搭载147456个英特尔Sandy Bridge处理器，处理能力达到了每秒2.90千万亿次浮点运算。

2007年11月，IBM的Blue Gene/L，运算能力为478.2 TFlops，安装了32768个处理器。它是PowerPC架构的修改版本，正式运作版本被推出到很多地点，包括罗兰士利物摩亚国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）。在Blue Gene/L之前，最快的超级计算机是日本电气株式会社在横滨地球科学学院的地球模拟器。它由640个特别设计的8阶矢量处理器根据NEC SX-6架构所组成的丛集，使用UNIX的修改版本。在地球模拟器之前，最快的超级计算机是美国加州罗兰士利物摩亚国家实验室的ASCI White，它的冠军位置维持了2.5年。

2008年11月，IBM的Roadrunner成为当时最快的超级计算机，运算能力为1.105PFlops。

2008年11月16日，美国Cray超级计算机公司推出Jaguar系列，运算能力为1.059PFlops，采用45376颗四核心的Opteron处理器，362TB的存储器，传输总带宽284GB/Sec，硬盘容量10,750TB，内部的数据总线带宽532TB/Sec。这台电脑将放置在美国的国家高速电脑中心，并开放给各界有需要的团体申请使用。

2009年10月，中国研制的第一台千万亿次超级计算机在湖南长沙亮相，这台名为天河一号的计算机位居同日公布的中国超级计算机前100强之首，也使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。全系统峰值性能为每秒1.206PFlops。

截止到2012年6月，目前世界上运算速度最快的超级计算机是，由IBM为美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室研发的Sequoia，它每秒能完成1.6亿亿次运算。