淺談超級計算機論文
淺談超級計算機論文
超級計算機的概述及分類超級計算機通常是指由數百數千甚至更多的處理器(機)組成的、能計算普通PC機和服務器不能完成的大型復雜課題的計算機。以下是學習啦小編為大家精心準備的：淺談超級計算機相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!
淺談超級計算機全文如下：
[摘 要] 處于信息技術前沿的超級計算機一直是一個國家的重要戰(zhàn)略資源，對國家安全、經濟和社會發(fā)展具有舉足輕重的意義。本文對超級計算機的歷史與用途進行描述，對當前超級計算機發(fā)展近況進行闡述分析，并探討超級計算機的發(fā)展前景。
[關鍵詞] 超級計算機 天河二號 計算機應用
什么是超級計算機，它對我們現在和將來的生活會有怎樣的作用呢?本文將從超級計算機的發(fā)展歷史、研究現狀對超級計算機進行一個簡要的介紹。
1. 超級計算機的定義與分類
超級計算機是指信息處理能力比個人計算機快一到兩個數量級以上的計算機，它在密集計算、海量數據處理等領域發(fā)揮著舉足輕重的作用。作為高性能計算技術產品的超級計算機，又稱巨型機，是與高性能計算機或高端計算機相對應的概念[1]。
根據處理器的不同，可以把超級計算機分為兩類，采用專用處理器或者采用標準兼容處理器。前者可以高效地處理同一類型問題，而后者則可一機多用，使用范圍比較靈活、廣泛[2]。專一用途計算機多見于天體物理學、密碼破譯等領域。國際“象棋高手”“深藍”、日本的“地球模擬器”都屬于這樣的超級計算機。據統(tǒng)計， 500 強超級計算機有232個是非專用系統(tǒng)， 服務于軍事、醫(yī)藥、氣象、金融、能源、環(huán)境和制造業(yè)等眾多領域[3]。
2. 超級計算機發(fā)展歷史
1975年至今，超級計算機經歷了三次革命性的發(fā)展：向量超級計算;多CPU上的并行超級計算;分層組織的、帶有高速緩存的微處理器群集上的超級計算。
20世紀70年代末期，以向量超級計算為主的機器出現了，如CDCCyber205和Cray-1，其中Cray-1更加流行。80年代初期，大規(guī)模并行處理流行起來，雖然向量計算的出現使計算機性能的提高達到了指數級。但是由于超級計算機的CPU速度已接近其時鐘速度的物理極限，所以，要繼續(xù)提高性能也就意味著必須投入多個CPU來同時為一個程序工作，人們將大量小的處理單元用互聯網絡連接起來，成為大規(guī)模并行處理系統(tǒng)。隨著技術的不斷發(fā)展，超級計算機越來越多的采用集群技術，采用標準的網絡技術將商業(yè)市場所支持的少數功能強大、經濟高效的機器結合在一起的系統(tǒng)。將已建立的一些標準單處理器工作站網，經過多處理器工作站之間的協(xié)調，來解決單一問題，從而得到了全面的超級計算機性能并將群集計算帶入了超級計算領域。
3. 超級計算機的應用
超級計算機的應用十分廣泛， 其主要包括計算密集型(如大規(guī)模工程計算和數值擬)、數據密集型(如數據倉庫和數據采集)以及通信密集型(如協(xié)同工作和遠程遙控)三個方面。超級計算機的進步極大地推動了這些應用的發(fā)展; 反之， 這些應用領域不斷出現的新需求又直接地刺激了超級計算機的研究與開發(fā)。
今天的超級計算機可以確保核武器庫的安全、預測天氣、設計更安全的節(jié)能汽車、繪制DNA圖譜、探索宇宙，甚至設計新型薯片。每秒峰值運算速度11萬億次的曙光4000A超級服務器在在上海運轉著，截至目前，這臺國內運算速度最快的計算機已成功運行了天氣預報、石油地震資料處理、核能開發(fā)利用、計算流體力學、基因與蛋白分析和材料科學領域的30多項應用，表現出強大的科學計算、事務處理和信息服務能力。美國軍方安裝一臺Roadrunner計算機，主要用于運算分析美軍方機密軍事數據，如核武器及其它軍事戰(zhàn)略數據，并模仿核戰(zhàn)爭爆發(fā)后對人類生存環(huán)境的破壞情況[4]。對氣候研究人員來說，超級計算機能幫助他們研究全球變暖。超級計算機能產生氣候模式，預測未來50-100年的氣候。
4. 中國超級計算機的發(fā)展
我國第一臺被命名為“銀河”的億次巨型電子計算機1983年在中國國防科技大學誕生，宣告中國能夠獨立設計和制造巨型機;2004年6月22日，曙光4000A在的全球高性能計算機TOP500中，以每秒11萬次的峰值速度和80610億次Linpack計算值位列全球第十，這是中國超級計算機第一次進入全球TOP500的前十名，從那時起，中國成為繼美、日之后第三個跨越10萬億次計算機研發(fā)、應用的國家[3]。在2008年11月的TOP500中，曙光5000A以峰值速度230萬億次、Linpack測試值180萬億次再次躋身世界超級計算機前十，這一成績讓中國成為世界上第二個可以研發(fā)生產超百萬一次超級計算機的國家。2010年11月，國防科大研制的天河一號以每秒4.7千萬億次的峰值速度，登上超級計算機領域的世界之巔;2013年6月17日天河二號又以5.49億億次再登世界超算之巔;而就在最近的11月20日，天河二號超級計算機系統(tǒng)，以超過第二名近一倍的浮點運算性能再次位居榜首，蟬聯世界超算冠軍。讓人不得不感嘆超級計算機的“中國速度”。
5.超級計算機前景
原來全球超級計算機排名中，多數接近最高的計算機室由普通電腦硬盤連同新奇的軟件組成。但現在情況不同了，一些系統(tǒng)開始決定這些排名。從近年的超級計算機發(fā)展趨勢可看出，MPP 結構仍是主流體系結構， SSMP 成為開發(fā)熱點，向量機繼續(xù)發(fā)展，NOW 結構前景廣闊。
當今世界，一個國家的超級計算技術的水平，不僅體現了一個國家計算機技術的能力，更是國家尊嚴和國力的表現，是國家綜合實力的重要指標之一。超級計算機是一個國家科研實力的體現，它對國家安全，經濟和社會發(fā)展具有舉足輕重的意義。如何利用超級計算機來為我們的工業(yè)、科研和學術等領域服務已經成為我們今后研究發(fā)展的一個重要課題。我國超級計算機及其應用的發(fā)展為我國走科技強國之路提供了堅實的基礎和保證。
參考文獻：
[1] 曹來發(fā).超級計算機[J].科技情報開發(fā)與經濟，2005，15(7)： 封二，240.
[2] 盛艷.淺談當前世界上的超級計算機[J].光盤技術，2009，(1)：8.
[3] 吳細花，李鋒. 超級計算機的現狀、應用及展望[J].科技創(chuàng)業(yè)，2006(10)：94-95.
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