超级计算机有几方面的用途解析文档格式.docx

1、等等等等 问题补充：是有很多的数据要计算么？那这样说认为的计算过程的设定的时间更长得不得了啊或者是很多连续的，自动产生的计算？要那么快的计算速度当前的科技形式至于需要么？ 现在的普通计算机的速度？难道都还不能够胜任么就以空气动力学计算来说，特别是大气的计算在大气计算的过程当中，需要同时考虑的因素很多，对于一个方程来说，其条件越精细计算时间越长，而在某些要求速度的计算项目中就一定要需要高性能计算。比如以计算天气预报为例，假设有目前的全球卫星返回的大气状况，要求计算24小时之后的天气预报，结果用普通计算机48小时才计算出来，结果就么有任何意义了。追求高性能计算主要还是为了提高效率，在相同的时间内能

2、够干更多的工作 回答的补充：我们上学期讲了一节高性能计算相关的课程，现在的高性能计算，大概是普通家用处理器能力的100万倍数量级左右，然而这还只能略微满足需要从上次的课件中截了图，可以参考一下大气计算的计算量需求。超级计算机顶万人，研制新药15年减至14个月IBM Power 5芯片亚洲超级计算机越来越强在11月份进行的最近一次国际500强超级计算机竞赛中，美国IBM公司的“蓝色基因L”系统以每秒70.72万亿次的计算速度取代了连续两年半的冠军日本的“地球模拟器”。亚军是美国硅谷图像公司组装的“哥伦比亚”超级计算机系统。印第安纳州工程荣誉协会理事拉斯.埃本哈特在接受记者采访时说：“计算机已经成

3、为21世纪科学研究必不可少的工具，对计算机技术的重视程度直接标志和影响着一个地区的科研水平。”中国大陆从一年前的9个超级计算机系统入围500强，增加到今年的17个系统打入500强。这次上海超级计算机中心的曙光4000A排在第17位。总体上看，亚洲的超级计算机数目和运算速度都在稳步上升。此次500强中来自亚洲的有87个（其中日本30个，欧洲127个，美国267个。超级计算机用途广超级计算机可分两类，采用专用处理器或者采用标准兼容处理器。前者可以高效地处理同一类型问题，而后者则可一机多用，使用范围比较灵活、广泛。专一用途计算机多见于天体物理学、密码破译等领域。国际“象棋高手”“深蓝”、日本的“地球

4、模拟器”都属于这样的超级计算机。“地球模拟器”的任务是创造一个“虚拟地球”通过高速数字模拟，展示在不同气候条件下地球的状况。据统计，500强超级计算机有232个是非专用系统，服务于军事、医药、气象、金融、能源、环境和制造业等众多领域。“蓝色基因L”是IBM为美国能源部和国家核安全局建造的。据美国能源部透露，“蓝色基因L”还在“成长中”，计划明年竣工。完整系统预计比现在要快5倍，届时“蓝色基因L”将模拟地下核试验，协助能源部的科学家们研究美国核武器储备的安全性、保密性和可靠性等问题。美国基因工程技术公司的科研部主任克里.比姆斯对记者说：“一种新药从化学家头脑里的一个想法，到最后送到患者手中，一般

5、要经历10到15年的时间，相当于一个人小学到大学毕业的时间，科研经费要8亿多美元。随着竞争越来越激烈，只有花钱少、出结果快的公司才能生存下来。在我看来只有一个办法就是利用超级计算机。”超级计算机可以同时模拟上万个化学反应，相当于一个万人实验室在工作，缩短了新药开发的时间。他还自豪地告诉记者：“在一种致活酶类药物的研究中，我们在14个月之内从50多万个起始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。单是这一步就节省了上百倍的时间和成本。”超级计算机在气象领域也有重要应用，早一小时预测到灾害性天气，就可能意味着挽救很多人的生命和财产安全。美

6、国海军研究院气象学教授拉斯.埃尔西博瑞说：“虽然用超级计算机模拟气象因素预报天气在远期效应和强度上不够理想，但5天预报和3天预报的精确度已经提高了一半。用的是电子游戏机处理器印第安纳州工程荣誉协会理事拉斯.埃本哈特说，超级计算机一般是根据用户要求订做的。世界上第一个超级计算机系统问世于上个世纪60年代。最初的超级计算机靠复杂而强大的专用中央处理器来实现强大的运算能力。为造出越来越快的计算机，生产厂家不得不使用越来越复杂的硬件，机器的成本迅速增加。另外巨大的芯片导致机器温度升高，如何给“巨人”降温成了难题。同时价格便宜的小型电脑开始涌入市场，生产这些庞然大物的厂家纷纷倒闭或转行。近几年来，随着制

7、冷技术的提高、相应软件的开发，超级计算机市场峰回路转。但是今天大多数超级计算机趋向于采用和以往完全相反的设计。埃本哈特说：“一部超级计算机可以由几百个简单的微处理器组成。每个处理器的结构和普通游戏机里的处理器无异。需要解决一个大型问题的时候，计算机首先把问题分割成可以独立计算的无数个小问题，分配给下级处理器。然后各步骤的运算结果被层层上交、汇总，直到最终解决问题。整个超级计算机就像一个有条不紊的车间，把一个复杂的题目化整为零，逐个击破。” IBM超级计算机受到了各大高校、政府机关、科研机构和商业公司的广泛认可概述凭借其无与伦比的运行速度、存储容量和数字处理能力，IBM超级计算机受到了各大高校、

8、政府机关、科研机构和商业公司的广泛认可，被用于解决物理学、工程学、生物学、地质学和环境科学等领域内最为复杂的难题。科学家和工程师们正采用基于POWER微处理器的IBM超级计算机来研究人类基因组、开发新型疫苗、研究气候变化、探索海洋生物、预测地震、勘探石油、模拟飞机制造过程、开发新材料、模拟核爆和战场环境、研究未来300年中全球气候变暖情况、实施计算机模拟汽车碰撞测试、探索外太空物体、模拟宇宙大爆炸以及其他许许多多重要而关键的应用。下面，让我们来看看采用POWER技术的IBM超级计算机是如何改变世界的。基于POWER的超级计算BlueGene/L超级计算机2004年11月8日，IBM宣布其16个

9、机架的IBMeServerBlueGeneSolution超级计算机以每秒70.72万亿次浮点运算速度创造了新的世界纪录，成为全球最强大的超级计算机。目前，IBM正在同美国能源部和国家核安全管理局下属的劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL合作，共同研制该超级计算机的更大版本BlueGene/L。在IBM研究和工程人员看来，这一新系统的诞生将成为计算机发展史上的重要里程碑。BlueGene/L超级计算机将于2005年应用于LLNL实验室。作为未来超级计算机的雏形，BlueGene/L代表了未来超级计算机发展方向。它内部拥有数以千计的处理芯片，其中每块芯片包含2个PowerPC内核。与目前性能相近的

10、同类产品相比，BlueGene/L的体积仅为前者的1/20。在IBM研究人员的努力下，BlueGene/L的功耗、成本和体积都将大大降低，从而实现由大规模并行计算系统向方便实用型工具的转变。未来，IBM研究中心正进行的BlueGene/L研究项目将在全球范围内被政府、高校和企业广泛采用，解决各个行业领域内最艰巨的挑战，如基因研究、汽车设计、金融、天气预报、流体力学研究等问题。BlueGene商业应用Gene系统的问世开启了商业和科研领域高性能计算的新纪元。凭借在速度、性能和效率方面无可比拟的优势，最新推出的系统将帮助客户提升科研水平，促进业务发展。一个标准机架的IBMGene的峰值运算速度达每

11、秒5.7万亿次浮点运算，并在密度、功耗、带宽、扩展性等方面进行了优化,实现了低功耗、小体积的设计目标。该系统占地面积不足1平方米，远远低于市场同类产品，然而其性能却超出它们10倍以上。西班牙教育及科学部IBM和西班牙教育及科学部部长MaraJessSanSegundo共同宣布西班牙部署的一款IBM超级计算机“MareNostrum”在LINPACK1基准测试中创造了新纪录，成为欧洲最强大的超级计算机。该系统由具备高度扩展性及灵活性的IBMeServer?BladeCenter?JS20刀片服务器组成，采用POWER?微处理器，运行Linux操作系统。这也是基于刀片服务器技术的超级计算机首次跨入

12、世界前5强计算机行列。韩国国立汉城大学IBM（韩国最近与国立汉城大学（SNU签订协议，共同建造一个Linux集群超级计算系统。该项目是继韩国科学技术研究院（KIST和韩国科技情报研究院（KISTI之后又一个IBMLinux集群系统的成功应用案例，这也证明了Linux在学术及科研领域的迅猛发展。该集群系统采用一台运行Linux系统、拥有425个节点的IBMBladeCenterJS20服务器作为超级计算平台，数据存储部分选用FAStT700。整个系统的峰值运算速度高达每秒5万亿次浮点运算。这也是IBMJS20刀片服务器首次应用高性能的PowerPC处理器，该处理器适用于高性能运算集群、后台负载以

13、及专为64位计算开发的关键业务应用。爱丁堡大学一款采用革命性设计的新型超级计算机将出现在爱丁堡大学内，可以帮助全英国的研究人员解决一些最具挑战性的科学难题。在IBM的支持下，这款名为“BlueGene”的IBM超级计算机将由爱丁堡并行计算中心（EPCC负责运行，这也是这款新品在欧洲范围内部署的第一台。它将帮助化学、生物学、物理学和环境建模领域的专家们处理一些现有系统难以解决的复杂问题。BlueGene所采用的革命性设计在保证运算速度的前提下，大大降低了它的成本、尺寸和功耗。这也就意味着，新系统的性价比水平将达到空前的高度。圣地亚哥超级计算中心近日，圣地亚哥超级计算中心（SDSC宣布将成为世界上

14、配备IBMBlueGeneSolution计算系统的第一个学术机构。新系统将于今年12月完成安装，主要用于处理学术领域内的各类高端数据密集型应用。美国国家科学基金会和美国能源部将共同为此项目提供资金支持。美国海军美国国防部（DoD在美国海军海洋科学署（NAVOCEANO重大共享资源中心（MSRC部署了最新的IBM高性能计算（HPC系统，该系统有望成为美军中最快的超级计算系统。NAVOCEANO超级计算解决方案采用IBM集群技术，由多个IBMp655以集群技术连接组成。每个p655系统都基于POWER4+微处理器，运行AIX操作系统。美国加州大学Irvine分校（UCI美国加州大学Irvine分

15、校地球系统科学系（UCIESS的研究人员成功建造了一个“虚拟气候时光机”。该系统采用强大的IBM超级计算机建立起相关模型，对未来300年内全球气候变暖、污染和其他一些问题所带来的影响进行预测。他们还将利用这套系统对一系列重大问题进行研究，包括在今后几个世纪内，全球气候变暖、人造污染、极地冰川运动和化学循环等问题对地球及全人类的影响。这个被称为“地球系统模型机（ESMF”的超级计算机是全球最强大的计算系统之一，运算速度达到每秒5.28千亿次浮点运算。该产品采用IBM集群技术，包括7台8路POWER4+的IBMp655系统和一个32路的p690系统，运行AIX操作系统。美国国家气象部门美国国家气象

16、部门（美国国家海洋与大气管理局/NOAA启动了一台用于天气预报的超级计算机。该系统由IBMeServer服务器和存储产品组成，帮助政府部门提高对飓风的预报能力，提前三到五天即可准确进行预报。到2009年，IBM将把该系统的峰值运算速度升至每秒100万亿次浮点运算以上，其一秒钟的运算量即相当于一个人用计算器在8000多万年内所累积的运算量。该部门下属的美国国家环境预报中心（NCEP所作的天气预报，成为了美国所有电视和报纸天气预报的基础，同时还被广泛用于航空、农业、灾难应变及其他许多重要领域。ASCIPurple2002年11月，美国能源部（DOE与IBM签订合同，由IBM负责开发一款名为“ASC

17、IPurple”的超级计算机。该系统运算速度最高可达每秒100万亿次浮点运算，由IBMPOWER服务器和存储产品组成。作为核心应用平台，ASCIPurple将为美国能源部的高级模拟和计算（ASCI项目提供支持。凭借其异常强大的处理能力，科学家们将能够首次解决大量极为复杂的难题。White2001年8月，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室选用一款全新的IBM超级计算机高速战略性计算机（AcceleratedStrategicComputingInitiative，代号为“ASCIWhite”。该系统每秒处理能力达每秒12.3万亿次浮点运算（占地面积相当于2个篮球场大小，重量为106吨，为实现以计算机模

18、拟核爆炸的目标提供了重大支持。在国家核安全管理局（NNSA提高战略运算能力计划的配合下，由IBM开发的这套系统的实际运算能力比合约中的原定目标高出23%。ASCIWhite系统中包含了8192个POWER3微处理器，内存容量达到6TB，磁盘存储容量超过160TB，是美国国会图书馆总藏书量的6倍。政府推荐1998年，美国副总统戈尔亲自宣布“BluePacific”超级计算机的诞生。该系统由IBM和美国能源部下属的劳伦斯利弗莫尔国家实验室共同开发完成，基于IBMPOWER处理器，“BluePacific”运算速度高达每秒3.9万亿次（比普通的台式机快1万5千倍，内存容量超过2.6TB（是普通个人电

19、脑的8万倍。它在一秒钟内完成的运算量相当于一个人用计算器在6万3千年内所累积的运算量。Hawaii美国夏威夷大学采用IBM“BlueHawaii”超级计算机进行一系列科学研究，内容包括飓风研究、气候建模和天气预报。Hawaii配置了32个POWER2处理器，内存容量为16GB，磁盘存储容量达到493GB。该系统极大地提高了夏威夷州的超级计算能力，使其成为全球富有声望，具有超级计算机的地区之一。人机大战1997年，IBMDeepBlue超级计算机在经过多局较量后，击败国际象棋冠军GarryKasparov。Blue采用32位POWER2超级芯片，在同GarryKasparov比赛期间，其平均运算

20、速度为每秒1.26亿步。目前，这台超级计算机被安放在美国华盛顿特区的史密森国家博物馆内。火星探险1997年，IBM为美国国家宇航局提供一款32位的PowerPC微处理器，运算速度达到每秒3500万次，主要用于其火星探险计划“PathfinderMissiontoMars”。在经过洛克希德马丁实验室改造后，最终形成有抗辐射作用的RAD6000芯片，植入火星登陆车SojournerRover内部的飞行计算机中。该飞行计算机主要用于控制降落伞展开、安全气袋充气和制动火箭点火，帮助火星探路者号安全着陆。基于POWER的超级计算随需应变IBM的深度计算随需应变中心（DeepCapacityonDeman

21、dCenters是全球首批通过虚拟专用网络（VPN为客户提供超级计算能力的机构，为客户省去了购买一台超级计算机所带来的固定成本和管理工作。IBM深度计算随需应变中心美国总部位于纽约的Poughkeepsie，欧洲总部位于法国的蒙彼利埃，它们都面向全世界客户开放。Poughkeepsie中心的超级计算系统由基于Intel处理器的IBMxSeriesLinux服务器和基于POWER4处理器的p系列UNIX服务器以及相关存储产品组成。最近在经过扩展之后，该中心总共拥有超过2300个基于IntelXeon处理器或AMD处理器的IBMxSeries和BladeCenter系统。蒙彼利埃中心的超级计算系统

22、由运行AIX5L或Linux的IBMpSeries服务器和运行Linux或MicrosoftWindows的xSeries服务器及相关存储产品组成。通过深度计算随需应变服务，客户可以：避免大笔的IT费用支出和长期折旧或租赁所带来的损失。这一点对于那些有短期项目的企业来说尤其重要。可负担得起原本大规模计算所带来的高昂成本，同时也让客户拥有了战略识见能力。降低整体的运营成本提高性价比，更好地处理运算密集型应用和大量数据信息。将系统维护任务转给IBM采用最新的技术得到最佳的性能满足新的业务机遇所引发的急迫的计算需求，避免了成本限制。特别的用途啊，一般的做不了的，有即时数据计算如天气计算啦，网络本身计

23、算比如测试某地区网络状况拉，还有就是特殊用途了，比如攻击别人服务器或者军事上的导弹弹道计算或者大型实验啦什么的，一般人和一般企业都用不上 巨型（亦称超级）计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大和价格最贵的一类计算机。多用于国家高科技领域和国防尖端技术的研究，如核武器设计、核爆炸模拟、反导弹武器系统、空间技术、空气动力学、大范围气象预报、石油地质勘探等超级计算机通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。为了帮助大家更好的理解超级计算机的运算速度我们把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度

24、。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。随着超级计算机运算速度的迅猛发展，它也被越来越多的应用在工业、科研和学术等领域。我国现阶段超级计算机拥有量为22台（中国内地19台，香港1台，台湾2台），居世界第5位，就拥有量和运算速度在世界上处于领先地位，但就超级计算机的应用领域来说我们和发达国家美国、德国等国家还有较大差距。如何利用超级计算机来为我们的工业、科研和学术等领域服务已经成为我们今后研究发展的一个重要课题。超级计算机是一个国家科研实力的体现，它对国家安全，经济和社会发展具有举足轻重的意义。我国超级计算机及其应用的发展为我国走科技强国之路提供了坚实的

25、基础和保证。计算机主要用途 一、数值计算.计算机广泛地应用于科学和工程技术方面的计算，这是计算机应用的一个基本方面，也是我们比较熟悉的。如：人造卫星轨迹计算，导弹发射的各项参数的计算，房屋抗震强度的计算等。二、数据处理.用计算机对数据及时地加以记录、整理和计算，加工成人们所要求的形式，称为数据处理。数据处理与数值计算相比较，它的主要特点是原始数据多，处理量大，时间性强，但计算公式并不复杂.在计算机应用普及的今天，计算机已经不再只是进行科学计算的工具，计算机更多地应用在数据处理方面。对工厂的生产管理、计划调度、统计报表、质量分析和控制等；在财务部门，用计算机对帐目登记、分类、汇总、统计、制表等。

26、我们不可以用计算机实现办公自动化。用计算机进行文字录入、排版、制版和打印，比传统铅字打印速度快、效率高，并且使用更加方便；用计算机通信即通过局域网或广域网进行数据交换，可以方便地发送与接收数据报表和图文传真。三、 自动控制.自动控制也是计算机应用的一个重要方面。在生产过程中，采用计算机进行自动控制，可以大大提高产品的数量和质量，提高劳动生产率，改善人们工作条件，节省原材料的消耗，降低生产成本等。四、辅助设计.计算机辅助设计（简称CAD是借助计算机进行设计的一项实用技术，采用计算机辅助设计过程实现自动化或半自动化，不仅可以大大缩短设计周期，加速产品的更新换代，降低生产成本，节省人力物力，而且对保证产品有重要作用。五、辅助教学.计算机辅助教学（简称CAI是利用计算机对学生进行教学。计算机辅助教学的第一个大型系统是在60年代由美国伊里诺大学开发的PLATO。现在世界上发展的各方教学软件已无法准确统计。CAI的专用软件称为课件，是CAD的一大分支，它可按不同教学方式方法以及不同领域内容进行分类。六、人工智能.计算机有记忆能力，又擅长进行逻辑