【转】国内超级计算机发展情况简介

 转自：中科院学术交流中心人人主页 

　　目前国内主要有三家单位研制超级计算机，即中科院支持的曙光系列、江南计算所的神威系列以及国防科技大学的银河系列。全球高性能计算机TOP500排行榜每年两次发布世界上最快的500台超级计算机排名。2010年5月31日发布的“500强”名单，中科院计算所曙光公司研发的高性能计算机“星云”跻身世界超级计算机第二位；2010年11月14日，国防科大研发的“天河一号”雄居第一；江南计算所的神威蓝光于2011年9月安装于国家超算济南中心，经过三个月的调试，2012年1月21日投入应用。

      目前，科技部批准建立的国家超级计算中心共有四家，分别是国家超级计算天津中心（国防科技大学“天河一号A”）、国家超级计算深圳中心（中科院计算所曙光公司“星云”）、国家超级计算长沙中心（国防科技大学“天河一号”）和国家超级计算济南中心（江南计算所“神威蓝光”）。

      在承认中国在超级计算机研发进步速度飞速、自主研发能力提高的同时，专家也在提醒人们保持冷静：衡量一个国家在超级计算领域的实力，速度并非唯一指标，更重要的是看应用能力。

     我国的超级计算机的应用程度远低于美国等发达国家，一直是我国科学家的一块“心病”。据介绍，在我国，超级计算机目前主要应用在气象、石油开采、科学计算、生物研究等这些“象牙塔”领域，核心的工业领域尚没有广泛应用。而在发达国家，用户则遍布社会的各个领域，波音飞机、福特汽车、好莱坞电影等，背后都有超级计算机的功劳。正是应用的差距造成了一种状况，在我国，往往是先研制出超级计算机，再去找需求；而在发达国家，往往是先有大的需求，再去造超级计算机。

      最新的超级计算机榜首为由日本政府出资、富士通制造的巨型计算机“京”（K Computer）。它比现居第二的中国超级计算机速度快出约3倍，甚至比排名第2至第6的计算机运算速度总和还要快。目前有报道称，经过升级，其速度进一步提升，已从八千万次提升至万万亿次。

 

 

 PS：另附一篇关于超级计算机应用的博文。

超级计算机都有哪些用武之地？

       相比之下摩尔定律的发展远远不能满足应用的需求。以生物计算为例，万亿次计算机，大概可以模拟1万个原子规模的酶催化反应；千万亿次计算机，可以模拟10万个原子规模的新陈代谢过程；即使计算能力再翻1000倍，达到每秒一百万亿次，也刚刚能模拟DNA蛋白质折叠的初级阶段，不到1个微秒的物理过程。因此，应用对计算能力的需求远远超出现有高性能计算机的能力。

       从世界的范围来看，超级计算机的应用目前几乎已涉及科学技术、工业设计、金融和经济管理以及军事国防等相关的各种领域，例如与人们生活密切相关的天气预报和气候模拟、地震预报和监测等方面的应用，还有环境监测和分析、石油等自然资源的勘探，生物及医学领域的基因与遗传工程、药物研制、医学影像的分析处理，航空航天领域的飞行器设计，军事武器的研制和模拟试验，还有基础科学研究等领域的大规模数值计算。除了具有超强大的科学计算能力之外，超级计算机具有高效的信息服务和事务处理能力，因此也可以用作信息服务、事务处理与决策支持等系统的高性能服务器。

●天气预报

        目前的中短期天气预报主要是根据气象卫星等观测的大气实况资料，通过求解描述天气演变过程的动力学方程组实现的，这种大规模的数值计算必须由超级计算机完成。例如，在2008年北京奥运会举办时，北京市气象局所购置的IBM Systemp575超级计算机的计算能力是原有系统的10倍，基于IBM Systemp575更高的计算性能，新的天气预报系统可覆盖4.4万平方公里的区域，且能为每平方公里按小时提供天气和空气质量预报等。

●地球模拟器

        日本海洋研究开发机构的“地球模拟器”是一套用于地球大气循环监测和分析、温室效应预测、地壳及地震监测和预报等大规模计算的向量处理超级计算机系统。于2002年开始运行，共有640个节点，占地面积3200平方米。为了降低耗电和维护费用，“地球模拟器”不久前进行了升级，计算节点减少到160个计算节点，耗电量降低了20%-30%、占地面积降低为650m2，但计算速度由原来的40TFlops提升到131TFlops。

●药品研制

        开发一种新的药品，通常需要从研制和试验的很多步骤，一般需要大约15年的时间，而利用超级计算机则可以对药物研制、治疗效果和不良反应等进行模拟试验，从而将新药的研发周期缩短3～5年且可显著降低研发成本。例如，美国基因工程技术公司的研究团队曾将超级计算机应用于一种致活酶类药物的研发，在14个月之内从50多万个化学分子中筛选出两个候选药物进行最终合成和临床试验，整个过程中真正在实验室里合成的分子只有2000个，其余均用超级计算机模拟完成，仅此就节省了上百倍的时间和成本。

●石油勘探

        石油勘探大多采用地震勘测的办法，即在地面进行爆破后，用探测仪器检测和采集震动反射波的大量数据，利用对这些数据计算、处理和分析结果确定地下储油位置。石油勘探中大量数值的快速计算、处理和分析，必需由高性能的超级计算机完成。例如，2007年曙光4000L超级计算机就曾在发现储量高达10亿吨的渤海湾冀东南堡油田的过程中发挥了关键作用，而其后的曙光5000A超级计算机的应用，则进一步达到了地下数千米的勘探深度。

●核爆炸模拟

        《全面禁止核试验条约》的签订之后，相关的一些国家开始转向利用大规模数值计算的方法进行核武器的模拟试验，以评测核武器的各项性能，这种应用对计算性能有着很高的要求。例如，美国劳伦斯利夫摩尔国家实验室就曾使用计算速度为360 Tflops的IBM“蓝色基因”(BlueGene/L)超级计算机进行过极为逼真的核弹爆炸三维模拟。此外，法国原子能委员会最近也订购了一台由布尔公司生产的、计算速度为1000Tflops的Tera-100超级计算机，将接替目前的Tera-10超级计算机用于模拟核武器爆炸过程。