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(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器(機)組成的、能計算普通PC機和服務(wù)器不能完成的大型復(fù)雜課題的計算機。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的：淺談超級計算機相關(guān)論文。內(nèi)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(shù)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(jīng)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(jìn)行描述，對當(dāng)前超級計算機發(fā)展近況進(jìn)行闡述分析，并探討超級計算機的發(fā)展前景。
[關(guān)鍵詞] 超級計算機 天河二號 計算機應(yīng)用
什么是超級計算機，它對我們現(xiàn)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(xiàn)狀對超級計算機進(jìn)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(shù)量級以上的計算機，它在密集計算、海量數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。作為高性能計算技術(shù)產(chǎn)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(yīng)的概念[1]。
根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)、密碼破譯等領(lǐng)域。國際“象棋高手”“深藍(lán)”、日本的“地球模擬器”都屬于這樣的超級計算機。據(jù)統(tǒng)計， 500 強超級計算機有232個是非專用系統(tǒng)， 服務(wù)于軍事、醫(yī)藥、氣象、金融、能源、環(huán)境和制造業(yè)等眾多領(lǐng)域[3]。
2. 超級計算機發(fā)展歷史
1975年至今，超級計算機經(jīng)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(jì)70年代末期，以向量超級計算為主的機器出現(xiàn)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(xiàn)使計算機性能的提高達(dá)到了指數(shù)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(lián)網(wǎng)絡(luò)連接起來，成為大規(guī)模并行處理系統(tǒng)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，超級計算機越來越多的采用集群技術(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將商業(yè)市場所支持的少數(shù)功能強大、經(jīng)濟高效的機器結(jié)合在一起的系統(tǒng)。將已建立的一些標(biāo)準(zhǔn)單處理器工作站網(wǎng)，經(jīng)過多處理器工作站之間的協(xié)調(diào)，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(lǐng)域。
3. 超級計算機的應(yīng)用
超級計算機的應(yīng)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(shù)值擬)、數(shù)據(jù)密集型(如數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)采集)以及通信密集型(如協(xié)同工作和遠(yuǎn)程遙控)三個方面。超級計算機的進(jìn)步極大地推動了這些應(yīng)用的發(fā)展; 反之， 這些應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)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(yù)測天氣、設(shè)計更安全的節(jié)能汽車、繪制DNA圖譜、探索宇宙，甚至設(shè)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(wù)器在在上海運轉(zhuǎn)著，截至目前，這臺國內(nèi)運算速度最快的計算機已成功運行了天氣預(yù)報、石油地震資料處理、核能開發(fā)利用、計算流體力學(xué)、基因與蛋白分析和材料科學(xué)領(lǐng)域的30多項應(yīng)用，表現(xiàn)出強大的科學(xué)計算、事務(wù)處理和信息服務(wù)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(shù)據(jù)，如核武器及其它軍事戰(zhàn)略數(shù)據(jù)，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(chǎn)生氣候模式，預(yù)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(xué)誕生，宣告中國能夠獨立設(shè)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(jìn)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(yīng)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(chǎn)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(lǐng)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(lián)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(shù)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(xiàn)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(jié)構(gòu)仍是主流體系結(jié)構(gòu)， SSMP 成為開發(fā)熱點，向量機繼續(xù)發(fā)展，NOW 結(jié)構(gòu)前景廣闊。
當(dāng)今世界，一個國家的超級計算技術(shù)的水平，不僅體現(xiàn)了一個國家計算機技術(shù)的能力，更是國家尊嚴(yán)和國力的表現(xiàn)，是國家綜合實力的重要指標(biāo)之一。超級計算機是一個國家科研實力的體現(xiàn)，它對國家安全，經(jīng)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(xué)術(shù)等領(lǐng)域服務(wù)已經(jīng)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(yīng)用的發(fā)展為我國走科技強國之路提供了堅實的基礎(chǔ)和保證。
參考文獻(xiàn)：
[1] 曹來發(fā).超級計算機[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2005，15(7)： 封二，240.
[2] 盛艷.淺談當(dāng)前世界上的超級計算機[J].光盤技術(shù)，2009，(1)：8.
[3] 吳細(xì)花，李鋒. 超級計算機的現(xiàn)狀、應(yīng)用及展望[J].科技創(chuàng)業(yè)，2006(10)：94-95.
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