近年来，我们经常听到AI医疗、自动驾驶、人工智能、围棋高手等词语或事件。对于这些词，你可能会想象一个医疗仪器或汽车。你可能认为柯洁只是在和小型电脑作斗争。但在它们的背后，有我们看不到的东西：超级计算机。

计算机(计算机)大家都不陌生，但是超级计算机似乎离我们的生活很远，今天就和大家聊聊，这背后很多科技大佬。

什么是超级计算机？

超级计算机的内存可能只是图灵发明的克里斯托弗，它可以在0755-79,000英里的距离上破译德国代码；或者是小学课本上的那个，有半个足球场那么大。事实上，它是超级计算机的原型，超级计算机从发明之初就被赋予了运行大规模计算的任务，现在和未来都是如此。

世界上第一台通用计算机ENIAC图片来源：维基百科

超级计算机是一种功能最强大、计算速度最快、存储容量最大的计算机。它被用于国家高新技术领域和前沿技术研究，或者科学家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。

超级计算机的基本组成部分与个人计算机的概念没有太大区别，但其规格和功能要强大得多。通常是由成千上万或更多的处理器(机器)组成的计算机，可以执行普通pc和服务器无法执行的大型复杂任务。家用电脑通常只有一个CPU，每个CPU通常只有2到8个物理内核。一台超级计算机有数千个cpu，每个cpu通常有几十个物理内核。

图片来源：pixabay

超级计算机的特点是能够进行超级计算，并以每秒超过一万亿次计算的速度处理数据。国内最快的超级计算机“神威太湖之光”的浮点运算速度已经达到每秒930万亿次。如果说普通计算机以乌龟的速度运行，那么超级计算机则以火箭的速度运行。

超级计算机的应用

计算机最初被发明出来时，主要用于涉及军事需要的大规模计算。在当今和平时代，超级计算机主要用于承担重大科学研究、国防前沿技术和国民经济领域的大规模计算和数据处理任务。

目前，超级计算机主要用于解决一些世界上最具挑战性的问题，涉及大气与海洋环境、天文与地球物理、核物理、生物化学等领域，我们听到的各种“云”技术，也都是依靠超级计算机来实现的。对于许多研究机构来说，超级计算机是支持创新科学和工程的重要资源。

图片来源：pixabay

0

超级计算机由于其特殊的研发成本和应用场景，一般由国家部门、顶尖大学、研究机构或从事超级计算相关联合开发和运营的公司投资。人才高度集中的顶尖大学是发展超级计算机的重要基地之一。天河二号由中国国防科技大学开发，位于中山大学广州超级计算机中心，曾四次荣登世界最快超级计算机榜首。瑞典的第一个超级计算机，第一个国家超级计算机中心，就在林雪平大学。

2013年，东京大学和筑波大学(日本超级计算机开发的领先机构之一)决定联合已经独立运行了数年的超级计算机集群、超级计算机资金等资源，打造日本顶级超级计算机。这样，双方的超级计算资源就可以集中起来，为多个学科开展高级研究提供更多的计算能力。

图片来源：筑波大学计算机科学研究网站

日本东京大学和筑波大学联合成立了先进高性能计算联合中心，并共同设计了日本新一代、最快的超级计算机“橡树森林- pacs”。这台机器拥有超过8000个节点，基于英特尔至强酷睿处理器和英特尔全路径架构(英特尔OPA高带宽网络)。

Oakforest-PACS是全球第二大IntelXtron处理器部署，也是全球最大的IntelOPA部署，LINPACK的性能得分为13.5 petaFLOPS。如今，这台超级计算机由两所大学的10个学院共同运营和管理。

目前，研究人员在Oakforest-PACS上运行晶格量子色动力学(QCD)代码，一些一阶光学材料科学模拟，以及海气耦合和地震模拟，这些都是非常高水平的量子计算和模拟。量子色动力学代码有数百个网格节点，因此与CPU性能相比，它需要大量的内存带宽。英特尔至强酷睿处理器在运行晶格量子色动力学代码方面的MCDRAM优势。

超级计算机能成为旅游景点吗？

巴塞罗那的一台玻璃超级计算机：MareNostrum 4，拥有艺术风格的玻璃幕墙和引人注目的19世纪教堂位置，吸引了1万名游客来到Torregirona教堂，所有人都是为了一睹这台超级计算机。不仅颜值高，实力也强，在2017年6月和11月的全球Top500榜单中分别位列第13位和第16位。

0

MareNostrum 4由巴塞罗那超级计算中心(BSC)开发，是一个多集群系统，通过Intel全路径架构(IntelOPA)的高带宽网络互连。通用计算集群拥有3,456个节点，由IntelXeon可扩展处理器组成，能够提供高达13.7 petaFLOPS。

较小的集群基于IntelXeon处理器7250，该处理器可提供高达0.5 petaFLOPS的计算能力，并利用下一代IntelXeon处理器进一步扩展节点数量。第三小的集群将包含Power 9和NvidiaGPU，添加一个IBM存储阵列就完成了整个系统。连接到存储集群的所有系统都将使用英特尔OPA高带宽网络。

巴塞罗那超级计算中心(BSC)致力于为公共和私营部门的研究客户建立领先的超级计算集群。该研究涉及多个领域，其中最著名的是基因组学和个性化医疗。MareNostrum 4将继续推动科学探索，使科学家能够利用英特尔至强可扩展处理器和其他英特尔技术支持的基因组学和分析，探索更多创建个性化疾病治疗的可能性。

图片来源：pixabay

超级计算机听起来像是普通人无法企及的，但它们的应用却与我们的生活非常接近。例如，每天的天气预报是基于超级计算机，它计算出每个点的云和空气流动轨迹，并推断出未来的天气趋势。未来，随着超级计算机计算能力的增强，人类在自然和科学领域的探索将更上一层楼，预计超级计算机将给人们的生活带来更多积极的改变。