速度快到飛起來？看超級計算機為何如此厲害

據《人民日報海外版》報道，2017年底發布的全球超級計算機500強榜單，中國“神威·太湖之光”和“天河二號”計算機再次蟬聯冠亞軍，浮點運算速度分別為每秒9.3億億次和每秒3.39億億次。那麼，什麼是超級計算機？研發超級計算機的焦點問題是什麼？超級計算機將會被應用到哪些領域？

“神威·太湖之光”超級計算機（圖片來源：《解放軍報》）

超級計算機是一種超大型電子計算機。環球網介紹，超級計算機具有很強的計算和處理數據的能力，主要特點表現為高速度和大容量，配有多種外部和外圍設備及豐富的、高功能的軟件系統。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，用於執行專門的計算密集型任務。

超級計算機如此厲害的計算能力與它所包含的高精尖技術是分不開的。清華大學教授、國家超級計算無錫中心主任楊廣文在接受《科技日報》採訪時表示，如何統一調度上千萬個核，並令應用程序能將計算任務有效分配到這些核上，這是超級計算機研發領域關注的焦點問題。

具體以“神威·太湖之光”為例，《科技日報》介紹，首先是芯片技術，要確定什麼樣的芯片最合適﹔二是芯片的互聯技術，這麼多的芯片，用什麼方法聯起來最高效﹔三是功耗，要盡量降低功耗﹔四是管理技術，這麼多芯片該如何管理，怎樣才能及時發現問題﹔最后硬件完成以后，還得有應用程序，這樣就形成了一個超算的生態，使用中需要不斷完善、不斷更新。所以，要想研制全球最快的超級計算機，需要全方位的技術突破。

談及超級計算機，可能大家都會覺得離日常生活比較遠，其實不然。超級計算機已經滲透到了我們生活的方方面面。據《解放軍報》報道，利用超級計算機來進行高精度、高速度的數值計算模擬，對解決實際問題所發揮的作用是無與倫比的。有賴於超級計算機解決的挑戰性問題，涵蓋核試驗模擬、石油勘探、氣象預報、農業育種、醫療服務、新藥研制、動漫渲染、材料設計、金融計算等人類科學和生活的每一個領域。

此外，《解放軍報》介紹，凡是需要大規模數值模擬計算和大規模數據分析的情形都可以利用超級計算機進行加速。需要特別指出的是，超級計算機在軍事領域也有非常重大的作用。比如借助於超級計算機強大且快速的運算能力，在實驗室實施的亞臨界核試驗，與真正核試爆的效果是相同的。（李蒙蒙）

本文由中科院物理所副研究員羅會仟進行科學性把關，專家主要研究領域為超導、電子、電磁、半導體、自動化、中子散射等。