超级计算机有哪些用途 超级计算机能干嘛

在制霸之路上渐行渐远的中国超算,最近又有大动作了。

中国超算世界第一!超级计算机能做什么,能帮我做数学题吗?

近日,据媒体报道,凭借我国首台千万亿次、曾经问鼎世界的超级计算机“天河一号”班底,新一代国产百亿亿次超算“天河三号”的研制已经启航,其运算能力相当惊人,工作一小时相当于13亿人上万年的工作量!“天河三号”预计年内完成验证系统关键技术突破,样机预计在2018年初完成。

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百亿亿次是多少个“零”小编已经数懵了……

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中国的大步前进,引发了超算领域内强劲对手——日本的和“警惕”。日本《正论》近日发表文章《为什么说不能允许中国在超算领域拥有压倒性优势》,文章中称,中国超算已经连续四年位列榜首,稳坐榜首的是由中国自主技术生产的“神威•太湖之光”,这给世界带来了巨大冲击。(戳链接→→超级计算机哪家强?美国?NO! 中国第一!)

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另外,中国的目标是在2019-2020年时,同时研制完成三款同等速度的超算。由于是同时研发三种完全不同设计理念的机型,这意味着中国将甩开日美欧,在开发新一代超算的过程中成为拥有压倒性优势的第一强国……

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早就知道国家在超级计算机领域可称得上“东方不败”,却未曾想连竞争对手都对我们的技术和速度不吝溢美之词。不过不要急着骄傲,我们总要先了解对手的实力,再来客观评判自身的水平,美日欧在这个领域取得的成绩也是不容小觑,于中国超算大有借鉴之处。

知己知彼:近几年超算大国实力几何?

当年,“神威·太湖之光”在超算舞台上大放异彩的时候,日本不甘落后,向中国发起挑战——计划投入1730亿美元建设每秒浮点运算速度达13亿亿次的超算。日本的超算技术曾经长期领先于中国,2011年富士通研发的K(京)超算就夺得了当年的TOP500第一,而且在超算TOP500总数上,日本也一直领先国内。此外,在竞争每瓦运算速度节能性能的“绿色500强”榜单中日本有强化过节能性能的特殊超算位居前两位,而这些,都是中国超算以后需要继续借鉴的方面。

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至于美国,也一直是一个超算强国。中国超算曾长期使用美国生产的CPU处理器,直到2015年美国决定对中国超算禁售至强PHI计算卡,一石激起千层浪,当然这也推动了中国自主研发CPU的进程,才有“神威·太湖之光”的荣耀。尽管美国在超算速度上弱于中国,但美国跻身TOP500的超算数量却一直处于领先地位。除此之外,美国在核心芯片和软件系统方面一直拥有很强实力,在这里中国依然是追逐者,不能掉以轻心。

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(美国对中国禁售至强PHI并未对中国超算建设产生多大影响,正如许多年前毛主席的一番话:“封锁吧,封锁他十年八年,中国的问题就解决了……”)

欧洲英、法、德、瑞士等国的超算能力也相当厉害,榜单TOP500中占有相当大的席位。中国计算机学会高专委秘书长、中科院计算所研究员张云泉曾指出,中国超算在应用方面相对薄弱,不能把超算的性能水平直接转化成生产力,而这一点,刚好与擅长应用的欧洲形成互补,从而解决中国超算生产过剩的问题。

超级计算机计算能力那么强悍能干啥?

超算通常用于执行高度复杂的计算任务。俄罗斯竞争情报专家曾在接受采访时表示,超级计算机研发就像核武竞赛。作为“高智商的大玩具”,它能延展的领域超乎我们想象,俄竞争情报专家曾解释,在如发展现代军队需要的复杂计算模型、应对军事冲突和全球气候变化等方面时,超算可保证中国自身在这些领域的优势,当然它能发挥作用的地方远不止于此,没有它,许多重大研究课题无法完成,说它关系到经济竞争力、国计民生和国家安全问题一点不为过。

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作用一:气象分析

气象分析与气候预测是非常复杂的工作,即便是现在高端的超级计算机,处理起来也有一些力不从心,如果能借助超算预测气候变化,对气象卫星侦察的信息进行集中化数据处理,量化分析,建模分析,这不仅可能减轻极端恶劣天气给人们生产生活带来的破坏,在战时也能抢占先机。

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(气象分析数据相当之复杂……)

作用二:处理网络、手机、电视等

海量信息

网络、固定电话、手机、电视等海量信息数据,就是要靠超级计算机处理,尤其在网络安全方面,超算可以计算软件漏洞的发现和弥补,专家表示,这种利用计算机来解决网络安全漏洞问题的新思路可以在网络安全斗争中为我们赢得一点优势,而这,恐怕也是国家“天网”计划的一部分。

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作用三:飞机、舰船、战争等

建模分析

在设计、建造飞机、舰船方面,所用的知识都是流体力学知识和大气气动力学分析,它们都需要大量的数学运算和优化处理,才能设计出最佳的舰船和最优性能的战机来;在战争方面,超算有利于建立联合作战的战争模拟系统,就是用虚拟现实技术搭建起士兵训练模拟计算机系统,模拟战机、军舰、坦克性能,这样训练士兵,能节约大量成本。

作用四:密码破译和情报分析

是的,这种“无法言说”的领域也被超算承包了。虽然有专家说,在现代战争中,密码破解作用不大了,理论上永远破解不了敌方的战争密钥,但是有超算的运算能力,对敌方也是一种威慑;而超级计算机在专门数据处理分析流程和数学建模分析步骤上的特长,使得其能更快更高更强的完成情报分析任务。

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除了这几大作用外,在人工智能、民用制药——使制药成分更科学更合理、预测地震、勘测石油等地质探测方面、模拟天体演变、材料科学、改进汽车等交通工具、甚至模拟核试验,超级计算机都能够创造惊人的经济效益,为生产生活带来巨大变革,造福于社会。

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超级计算机是国家集合大量人力财力所实现的、和火箭航母一样的国之重器,相比较于成果时常见诸报端的航母、卫星,超算基本上只有在全球500强排行榜公布的时候,才会在人们的视野内掀起一番波澜,而超算的实际作用早已渗透于我们生产生活的许多方面。现在,“天河三号”的研制只会使中国超算的性能更加无敌,正如日本的那篇文章中所说,“超算实力=国力”的时代正在到来,而中国已然站在巨浪前端。

编辑:刘曦文

综合来源:新华网、网易科技、澎湃新闻、人民网、观察者网、腾讯新闻

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