速度快到飞起来？看超级计算机为何如此厉害

据《人民日报海外版》报道，2017年底发布的全球超级计算机500强榜单，中国“神威·太湖之光”和“天河二号”计算机再次蝉联冠亚军，浮点运算速度分别为每秒9.3亿亿次和每秒3.39亿亿次。那么，什么是超级计算机？研发超级计算机的焦点问题是什么？超级计算机将会被应用到哪些领域？

“神威·太湖之光”超级计算机（图片来源：《解放军报》）

超级计算机是一种超大型电子计算机。环球网介绍，超级计算机具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机，用于执行专门的计算密集型任务。

超级计算机如此厉害的计算能力与它所包含的高精尖技术是分不开的。清华大学教授、国家超级计算无锡中心主任杨广文在接受《科技日报》采访时表示，如何统一调度上千万个核，并令应用程序能将计算任务有效分配到这些核上，这是超级计算机研发领域关注的焦点问题。

具体以“神威·太湖之光”为例，《科技日报》介绍，首先是芯片技术，要确定什么样的芯片最合适；二是芯片的互联技术，这么多的芯片，用什么方法联起来最高效；三是功耗，要尽量降低功耗；四是管理技术，这么多芯片该如何管理，怎样才能及时发现问题；最后硬件完成以后，还得有应用程序，这样就形成了一个超算的生态，使用中需要不断完善、不断更新。所以，要想研制全球最快的超级计算机，需要全方位的技术突破。

谈及超级计算机，可能大家都会觉得离日常生活比较远，其实不然。超级计算机已经渗透到了我们生活的方方面面。据《解放军报》报道，利用超级计算机来进行高精度、高速度的数值计算模拟，对解决实际问题所发挥的作用是无与伦比的。有赖于超级计算机解决的挑战性问题，涵盖核试验模拟、石油勘探、气象预报、农业育种、医疗服务、新药研制、动漫渲染、材料设计、金融计算等人类科学和生活的每一个领域。

此外，《解放军报》介绍，凡是需要大规模数值模拟计算和大规模数据分析的情形都可以利用超级计算机进行加速。需要特别指出的是，超级计算机在军事领域也有非常重大的作用。比如借助于超级计算机强大且快速的运算能力，在实验室实施的亚临界核试验，与真正核试爆的效果是相同的。（李蒙蒙）

本文由中科院物理所副研究员罗会仟进行科学性把关，专家主要研究领域为超导、电子、电磁、半导体、自动化、中子散射等。