原標(biāo)題：超級(jí)計(jì)算機(jī)的10大主要參與者

　　人類總是有建造大的東西。歷史上到處都是長(zhǎng)城、金字塔和體育館的遺跡，每一個(gè)都促使工程師們想象下一個(gè)大步?，F(xiàn)在我們有像哈利法塔這樣的建筑，其高聳的高度為2，716.5英尺或828米，證明了我們的競(jìng)爭(zhēng)和創(chuàng)造力。無論我們走多高，總有一些建筑師在悄悄地為下一件大事制定計(jì)劃。

　　世界也是如此 計(jì)算機(jī)科學(xué)，除了越高等于更小，越冷意味著更快。這個(gè)行業(yè)使得建造世界上最高建筑的步伐看起來完全是冰川。感謝兩年一度的 Top500 超級(jí)計(jì)算機(jī)列表 由Hans Meuer，Erich Strohmaier，Horst Simon和Jack Dongarra精心編制，我們可以看到該行業(yè)的發(fā)展速度有多快。2012年前三名將幸運(yùn)地在兩年內(nèi)占據(jù)前20名之一。

　　超級(jí)計(jì)算機(jī)(或高性能計(jì)算機(jī)，對(duì)于那些指出“超級(jí)”是一個(gè)相對(duì)術(shù)語的人)的處理能力被評(píng)為 失敗，簡(jiǎn)稱 每秒浮點(diǎn)操作數(shù).一個(gè) 浮點(diǎn)運(yùn)算 基本上是使用小數(shù)的計(jì)算，因此 flops 是每秒可以執(zhí)行多少個(gè)這些操作的度量。頂級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)的衡量標(biāo)準(zhǔn) 佩塔弗洛普斯 (1，000，000，000，000，000，或1千萬億次，翻牌)。第一個(gè)突破10 petaflop障礙的系統(tǒng)是2012年初日本的K Computer。到那個(gè)夏天，勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的紅杉運(yùn)行得更快。是的，競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)展得如此之快。

　　盡管頂級(jí)席位不斷變化，但主要的超級(jí)計(jì)算地點(diǎn)通常是美國(guó)、日本和歐洲。中國(guó)也帶著成為領(lǐng)導(dǎo)者的雄心壯志嶄露頭角。在本文中，我們將介紹 10 個(gè)破壞超級(jí)計(jì)算屋頂?shù)恼军c(diǎn)。它們上榜有兩個(gè)原因：petaflops的總數(shù)及其對(duì)超級(jí)計(jì)算世界的影響。大多數(shù)人都是長(zhǎng)期的領(lǐng)導(dǎo)者，但你也會(huì)看到一些新來的人已經(jīng)動(dòng)搖了這個(gè)機(jī)構(gòu)。首先是航天局。

　　10： NASA高級(jí)超級(jí)計(jì)算部(美國(guó))

　　哦，是的。2008年12月11日，美國(guó)宇航局的昴星團(tuán)剪彩工作人員準(zhǔn)備慶祝。

　　照片由 美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心你知道這些技術(shù)奇跡中到底有什么能力嗎?美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心的高級(jí)超級(jí)計(jì)算(NAS)部門很樂意解釋。畢竟 昴 是一些最酷的外星計(jì)算項(xiàng)目背后的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

　　美國(guó)宇航局開普勒科學(xué)運(yùn)營(yíng)中心的天文學(xué)家正在使用昴星團(tuán)搜索 星系 對(duì)于其他類地行星。多虧了昴星團(tuán)，研究小組發(fā)現(xiàn)了一顆圍繞兩顆恒星運(yùn)行的行星，稱為 環(huán)雙星行星，2011年。幾個(gè)月后，他們發(fā)現(xiàn)了更多 多星行星，建立了一類全新的行星系統(tǒng)[來源： 鄧巴].

　　當(dāng)昴宿星團(tuán)不忙于尋找新的恒星系統(tǒng)或揭示使颶風(fēng)起作用的力量時(shí)，它正在運(yùn)行模擬以了解大爆炸后星系是如何形成的。是的，SGI系統(tǒng)可以運(yùn)行計(jì)算整個(gè)星系所需的數(shù)學(xué)運(yùn)算，這要?dú)w功于它 1.24-petaflop 性能 [來源： 鄧巴].

　　看看孩子們，這就是你超級(jí)計(jì)算的方式。這一切都是關(guān)于大處著眼——有時(shí)是天文數(shù)字般的大。

　　9：深圳國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心(中國(guó))

　　為韓國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所的一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)配備人員

　　鐘成俊/蓋蒂圖片社而與高性能一起工作的人 計(jì)算機(jī) 人們傾向于說機(jī)器的存在是為了促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展，事實(shí)仍然是，作為超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的參與者，為東道國(guó)提供了一定程度的地位。沒有其他國(guó)家計(jì)劃比這更好的例子了 中國(guó).

　　就像今天中國(guó)幾乎所有其他大事一樣，如果你把日歷往前推幾年，你會(huì)發(fā)現(xiàn)深圳國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心的蹤跡。連同其在天津的姊妹工廠(見5號(hào))，深圳的 星云 計(jì)算機(jī)在2010年以第二名的位置爆炸，之前在該領(lǐng)域沒有歷史。一個(gè)突然到來的人 1.27-叮叮當(dāng)當(dāng) 中國(guó)的計(jì)算機(jī)改變了世界其他地區(qū)歷史悠久的實(shí)驗(yàn)室的游戲規(guī)則。在2000年代初期，中國(guó)人希望成為這一領(lǐng)域的主導(dǎo)力量，大約十年后，他們實(shí)際上從零變成了英雄。

　　Nebulae(由中國(guó)供應(yīng)商Dawning制造)可以說自首次亮相以來并沒有取得太大突破。資金承擔(dān)了部分責(zé)任。由于地方政府為計(jì)算機(jī)支付了大部分費(fèi)用(耗資超過10億美元)，他們?cè)贜ebulae將從事哪些項(xiàng)目方面有很大的發(fā)言權(quán)。該系統(tǒng)最初旨在為天體物理學(xué)家計(jì)算，但實(shí)際上它花費(fèi)了大量時(shí)間開發(fā)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)項(xiàng)目，例如航空航天工業(yè)的進(jìn)步，改進(jìn)的天氣預(yù)報(bào)，甚至開發(fā)動(dòng)畫電影[來源： 戴維斯].對(duì)于世界頂級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)之一來說，這是一項(xiàng)令人羞愧的工作——有點(diǎn)像聘請(qǐng)斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)擔(dān)任研究保留員，但讓他輔導(dǎo)你的青少年代數(shù)。

　　8：尤利希超級(jí)計(jì)算中心(德國(guó))

　　說到這里 超級(jí)計(jì)算，Jülich超級(jí)計(jì)算中心的運(yùn)作原則與電話簿中的每個(gè)雜工一樣“沒有工作太大或太小”。2012年6月，該中心以第8名的成績(jī)進(jìn)入500強(qiáng)榜單 朱皇后其 1.38-petaflop IBM Blue Gene/Q(你會(huì)在這個(gè)列表中看到很多 Blue Gene 超級(jí)計(jì)算系統(tǒng))。它補(bǔ)充了Blue Gene/P的JuGene(它在2009年進(jìn)行了升級(jí)，使其成為歐洲第一臺(tái)petaflop計(jì)算機(jī))和JuRopa，一個(gè)基于Sun的系統(tǒng)。

　　憑借所有這些力量，Jülich已成為許多迷人學(xué)科的計(jì)算和研究模擬中心：量子系統(tǒng)，氣候科學(xué)，等離子體物理學(xué)，生物學(xué)，分子系統(tǒng)以及數(shù)學(xué)建模和 算法.

　　稱之為刻板印象，但德國(guó)人是效率狂。他們和中國(guó)人一樣，已經(jīng)開始將圖形處理單元(GPU)整合到他們的系統(tǒng)中，以更少的能源實(shí)現(xiàn)更高的計(jì)算速度。目標(biāo)是最終越過那條神奇的百萬兆級(jí)線(見側(cè)欄)。超級(jí)計(jì)算的未來可能并不像我們想象的那么遙遠(yuǎn)。

　　百萬兆次級(jí)：下一個(gè)巨大飛躍

　　中國(guó)計(jì)算機(jī)專家和其他制造商已經(jīng)在談?wù)撨_(dá)到百萬兆次級(jí)處理水平，這基本上是千萬億億次級(jí)的千倍。然而，電力消耗是最高的障礙。一臺(tái)百萬兆級(jí)計(jì)算機(jī)需要大約一個(gè)胡佛水壩的電力來為其供電[來源： 許].

　　7：西內(nèi)卡(意大利)

　　多年來，意大利一直參與 超級(jí)計(jì)算，但直到最近它才成為該領(lǐng)域的主要參與者。它的新發(fā)現(xiàn)部分歸功于Cineca高性能計(jì)算中心，這是一個(gè)由50多所意大利大學(xué)組成的學(xué)術(shù)聯(lián)盟。自從人們一直對(duì)世界排名 頂級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)，Cineca占據(jù)了一個(gè)位置，通常是靠近中間的地方[來源： 500強(qiáng)].然而，在2012年6月，該中心首次闖入前10名 費(fèi)米一個(gè) 1.72-petaflop IBM Blue Gene/Q系統(tǒng)實(shí)際上是Cineca歷史上IBM和Cray產(chǎn)品中的最新產(chǎn)品。

　　有了足夠多的資金，許多組織都可以成為超級(jí)計(jì)算精英的一部分，但Cineca進(jìn)入這篇文章有兩個(gè)原因：首先，它一直保持著一系列積極的計(jì)算機(jī)，其次，它正在成為國(guó)際計(jì)算領(lǐng)域的一股團(tuán)結(jié)力量。

　　iCORDI成立于2012年9月，是歐盟和美國(guó)計(jì)算機(jī)機(jī)構(gòu)之間的國(guó)際論壇。目標(biāo)是在兩個(gè)小組之間開發(fā)通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使信息和研究的共享更加整潔和容易。Cineca將自己定位為固體地球科學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)者，從構(gòu)造到海洋溫度，無所不包。憑借其新的角色和更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，意大利似乎不會(huì)很快在國(guó)際舞臺(tái)上說ciao。

　　我剛剛遇到了一臺(tái)名叫Blue Gene的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

　　撇開對(duì)大衛(wèi)鮑伊的所有道歉不談，還記得IBM的深藍(lán)如何擊敗國(guó)際象棋大普巴加里卡斯帕羅夫嗎?這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)只是藍(lán)色巨人辛勤工作的幾個(gè)“藍(lán)色”系統(tǒng)之一。最近的化身包括Blue Gene/L，Blue Gene/P和Blue Gene/Q，其中最后一臺(tái)在2012年6月被加冕為世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。不過，這不是任何高性能計(jì)算機(jī)長(zhǎng)期擁有的頭銜。

　　6：橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(美國(guó))

　　你有沒有這樣的朋友在新車氣味從他或她的最后一輛車上消失的那一刻回到經(jīng)銷商處?這與橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 (ORNL) 的排名非常接近;您可以完全預(yù)期，今天的熱門新系統(tǒng)將在幾年內(nèi)升級(jí)或被新模型取代。

　　除了激進(jìn)的營(yíng)業(yè)額之外，關(guān)于ORNL的另一個(gè)有趣的事實(shí)是它使用了Cray構(gòu)建的系統(tǒng)(最近，許多美國(guó)頂級(jí)玩家都運(yùn)行IBM制造的Blue Gene系統(tǒng))。2012年，其捷豹XT5系統(tǒng)升級(jí)為新的XK6 Titan系統(tǒng)。那些花哨的名字變化將有助于系統(tǒng)從 1.94 petaflops 到介于兩者之間 10 和 20 petaflops，這可能會(huì)使其接近世界排名的頂部。

　　泰坦使用的組合 中央處理器 由AMD和GPU由NVIDIA為美國(guó)能源部進(jìn)行研究，包括研究延長(zhǎng)核電站壽命周期的效果，新的可行性 生物燃料、人口動(dòng)態(tài)、太陽能技術(shù)發(fā)展和氣候變化建模。當(dāng)日本福島第一核電站在2011年的地震和隨后的海嘯中受損時(shí)，ORNL研究人員花了很長(zhǎng)時(shí)間來模擬核電站的一些緊急情況[來源：芒格]。

　　制造炸彈

　　ORNL始于克林頓工程廠，這是曼哈頓計(jì)劃的一部分，該項(xiàng)目在第二次世界大戰(zhàn)期間制造了最早的原子武器。在短短幾年內(nèi)，ORNL的土地已經(jīng)從田納西州阿巴拉契亞的農(nóng)村農(nóng)場(chǎng)變成了一個(gè)工程師和工人的秘密城市。

　　5：天津國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心(中國(guó))

　　2001年，中國(guó)人在500強(qiáng)榜單上沒有一個(gè)位置;今天，它們的設(shè)施數(shù)量?jī)H次于美國(guó)。他們通過打開天津(北京附近)國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心的系統(tǒng)，將他們雄心勃勃的觀點(diǎn)帶回家。

　　這 天河-1A 計(jì)算機(jī)峰值幾乎達(dá)到 2.56 petaflops，并于2010年初將國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心推向國(guó)際榜首。這是該中心有史以來第一次進(jìn)入名單。國(guó)際社會(huì)不能忽視這種進(jìn)入市場(chǎng)的行為——它通常被稱為中國(guó)的 超級(jí)計(jì)算 人造衛(wèi)星時(shí)刻。

　　不幸的是，天河一號(hào)A一直受到一定程度的批評(píng)。它的構(gòu)成涉及CPU和GPU(圖形處理單元)的組合以實(shí)現(xiàn)其速度。GPU 提供了一種節(jié)能的方式，可以為超級(jí)計(jì)算機(jī)增加重要的處理能力。問題在于，中國(guó)用于高性能計(jì)算的軟件并不多與基于GPU的系統(tǒng)兼容。天河1A的批評(píng)者喜歡稱其為國(guó)際舞臺(tái)上最大，最糟糕的游戲機(jī)。中國(guó)科學(xué)家反駁了這一論點(diǎn)，指出天河1A被用于真正的研究，特別是在能源和礦產(chǎn)勘探領(lǐng)域。 林].

　　事實(shí)仍然是，天河1A是相當(dāng)明顯和成功的世界冠軍爭(zhēng)奪，但它也掩蓋了中國(guó)在超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域的新人地位，并展示了它仍然需要發(fā)展的領(lǐng)域。鑒于該國(guó)致力于在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，不久之后，這些錯(cuò)誤就會(huì)從其計(jì)算計(jì)劃中得到解決。

　　4：萊布尼茨超級(jí)計(jì)算中心(德國(guó))

　　想象一下，在一所大學(xué)上學(xué)，那里有 2.89-petaflop 超級(jí)計(jì)算機(jī) 藏起來了。哦，你會(huì)有的魔獸會(huì)議!說真的，萊布尼茨計(jì)算中心之所以脫穎而出，有幾個(gè)原因：首先，截至2012年9月，它是歐洲最快的高性能計(jì)算機(jī)。此外，它是此列表中最快的系統(tǒng)，由慕尼黑附近的巴伐利亞科學(xué)院運(yùn)營(yíng)。

　　與英特爾兼容的IBM系統(tǒng)被稱為 超級(jí)木克2012 年 6 月首次登上 Top500 榜單第 4 位，在許多學(xué)科中都有使用——不像阿貢和勞倫斯利弗莫爾的計(jì)算機(jī)有更嚴(yán)格的研究領(lǐng)域。汽車的流體動(dòng)力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)是萊布尼茨機(jī)器中計(jì)算的一些早期測(cè)試，該系統(tǒng)在地震建模方面也取得了進(jìn)展。

　　也許最令人印象深刻的是萊布尼茨將超級(jí)計(jì)算機(jī)用于教育。其他設(shè)施似乎讓每個(gè)人骯臟的手遠(yuǎn)離他們的計(jì)算機(jī)，萊布尼茨有一種更開放的方法，使學(xué)習(xí)高性能計(jì)算似乎更容易獲得[來源： 尤利希].

　　與發(fā)現(xiàn)相結(jié)合

　　你可能會(huì)認(rèn)為歐洲的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)將配備世界上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)之一，但事實(shí)并非如此。歐洲核子研究組織(CERN)依賴 網(wǎng)格計(jì)算 - 使用一臺(tái)主計(jì)算機(jī)利用其他站點(diǎn)的計(jì)算機(jī)來幫助運(yùn)行數(shù)字 - 完成工作。歐洲核子研究中心的系統(tǒng)在2007年進(jìn)入了500強(qiáng)名單，但最終失去了地位[來源： 海默勒和克雷梅爾].

　　3：阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(美國(guó))

　　阿貢的超級(jí)計(jì)算機(jī)Mira在2012年6月被評(píng)為世界第三快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

　　圖片由圖片提供 阿貢領(lǐng)導(dǎo)計(jì)算設(shè)施劇透預(yù)警!這份名單上的前三名中有兩個(gè)來自美國(guó)能源部(DOE)。排名第一的研究人員實(shí)際上正在為美國(guó)核計(jì)劃炸毀東西，而阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的工作人員正在悄悄地進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。有點(diǎn)。

　　阿貢是美國(guó)第一個(gè)國(guó)家科學(xué)和工程計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，于1946年開放，并于1953年使用第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。上個(gè)世紀(jì)的許多偉大技術(shù)進(jìn)步都來自阿貢的實(shí)驗(yàn)室，包括核反應(yīng)堆技術(shù)， 核潛艇 亞原子粒子的技術(shù)和研究。

　　2012年，阿貢的 8.16 petaflops 的超級(jí)計(jì)算能力被用于推進(jìn)許多不同的科學(xué)研究領(lǐng)域，從生物科學(xué)到交通和氣候研究。想知道您所在城市擬建的懸索橋是否會(huì)在大風(fēng)中倒塌嗎?阿貢人可以模擬所有涉及的力。之后，他們可以為您提供最新的氣候變化預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

　　阿貢的另一個(gè)重要部分 計(jì)算機(jī)科學(xué) 程序?它對(duì)美國(guó)能源部以外的許多研究人員開放。研究人員在阿貢的系統(tǒng)上申請(qǐng)時(shí)間，他們?cè)谙到y(tǒng)上獲得一定數(shù)量的小時(shí)數(shù)。把它想象成一種幫助一個(gè)國(guó)家完成科學(xué)作業(yè)的高度提升的形式。

　　2：理研(日本)

　　1號(hào)是一個(gè)很難堅(jiān)持的地方 超級(jí)計(jì)算 游戲，正如見證的那樣 K 電腦 在日本理研計(jì)算科學(xué)高級(jí)研究所。2011年年中，富士通制造的機(jī)器啟動(dòng)并運(yùn)行，到年底安裝完成;它剛剛成為第一臺(tái)超越 10-petaflop [來源：梅斯]。K Computer在2012年1月占據(jù)了全球榜首。但是，在慶祝的清酒瓶冷卻之前，新的世界第一計(jì)算機(jī)已經(jīng)安裝完畢。

　　這并不是說任何反對(duì)K Computer實(shí)力的事情。這是一個(gè)非常強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠進(jìn)行一些驚人的研究。它的大部分工作將與醫(yī)學(xué)進(jìn)步有關(guān)。例如，理研的研究團(tuán)隊(duì)使用計(jì)算機(jī)模擬在分子、遺傳、細(xì)胞和器官水平上研究和預(yù)測(cè)人體的生物過程。

　　最后，從K Computer中學(xué)到的關(guān)于國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的另一個(gè)教訓(xùn)與中國(guó)和日本一樣重要。長(zhǎng)期以來，日本人一直是超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，但就像亞洲的一切一樣，來自技術(shù)崛起的中國(guó)的壓力正在推動(dòng)每個(gè)人更加努力地工作。日本毫不掩飾其保持領(lǐng)先地位的意圖。

　　1：勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(美國(guó))

　　它是美國(guó)的祖父和大媽媽。 超級(jí)計(jì)算 全部包裝成一體。勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室于1952年在舊金山灣區(qū)外開始作為核技術(shù)測(cè)試設(shè)施。那時(shí)，研究人員使用舊的海軍醫(yī)務(wù)室來容納該設(shè)施的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。自安裝第一臺(tái)機(jī)器以來，利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室一直是世界計(jì)算精英之一。誠然，你的第一部智能手機(jī)可能比第一臺(tái)電腦具有更快的處理速度，但利弗莫爾的機(jī)器一直是美國(guó)核計(jì)劃的核心。

　　60多年來，美國(guó)國(guó)防部(DoD)一直在這里研究核反應(yīng)和爆炸。今天，每當(dāng)國(guó)防部更換其核武庫上的硬件時(shí)，它都會(huì)通過利弗莫爾的模擬器運(yùn)行，以確保這些系統(tǒng)在使用時(shí)仍然可以工作。

　　實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)了 紅杉 2012年，其IBM Blue Gene/Q 16.32-petaflop 怪物。據(jù)說該系統(tǒng)可以在大約一周內(nèi)計(jì)算出核爆炸中的所有反應(yīng)和相互作用。它的前身花了大約一個(gè)月的時(shí)間來完成同樣的任務(wù)。從更的角度來看，您的筆記本電腦大約需要 1，600 年才能完成這項(xiàng)工作[來源： 德里恩].

　　對(duì)速度的需求

　　美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)著許多世界頂級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)，是能源部的一部分。