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改变世界的7大超级电脑:我国天河1A上榜
2012-09-29 08:50:02   编辑:朝晖   点击可以复制本篇文章的标题和链接
 
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超级计算机领域发展异常迅猛,从上世纪60年代出现到现在,超级计算机领域已经取得了长足的进步,而且这些超级计算机重要研究课题都是那些世界性的难题,比如癌症、气候变化、能源利用效率、海啸预测等。也正是有了超级计算机的出现,我们对世界的认知速度才得以不断提高。

说道超级计算机,很多人就会想到卡梅隆导演的《终结者》系列里面的产生自我意识的“天网”(Skynet),它本来是一种高级人工智能防御系统,用来控制美国国防部的导弹防御系统,但是“天网”在控制了所有美军的武器系统之后,产生了自我意识,觉醒的“天网”认定人类是其发展的威胁,于是便转向攻击其创造者——人类,并决定采用各种大规模杀伤性武器,甚至包括核弹,以此来灭亡人类。而实际上,超级计算机在现实生活中都在为人类社会的进步作贡献。

超级计算机,即超级电脑,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,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。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。

超级电脑出现在上世纪60年代,最早的那台就是美国的数据控制公司(Control Data Corp.)的6600,这台超级电脑是由Seymour Cray设计的,并与1965年投入运行,当时这台超级计算机只有一个CPU。

现在世界上运行速度最快的超级计算机是日本富士通公司的“京”(K Computer),安装在日本的理化研究所(RIKEN institute)。名字来源于中文数字单位“京”,即10的16次方。2010年10月1日,日本理化学研究所在神户市举行计算科学研究机构成立纪念仪式,构成超级计算机的约800台计算机中的8台首次公开亮相。2011年11月1日,日本理化学研究所及富士通发表两家公司合作开发的新一代超级电脑“京”,已经达到每秒1京(京是1兆的1万倍)次以上计算速度,超过1京是目前世界上最快的纪录。

现在世界上很多的超级计算机主要的工作就是解决世界上人类面临的主要难题,比如气候变化研究、疾病防控和提高能源利用效率等全球难题。

下面是腾讯科技带来的世界上超级计算机中的最具有代表性的7大超级计算机,他们的主要工作就是让这个世界变得更好,更安全。

改变世界的7大超级电脑:我国天河1A上榜

1、IBM的Watson(华生)超级计算机,主要用于癌症的研究。

IBM的Watson(华生)超级计算机曾在2011年参加美国知名的之力竞赛节目《危险边缘》(Jeopardy),并挑战往届冠军(都是真人)。Watson无需连接互联网,而是直接依赖于它强大的并行分析能力。在Jeopardy展会上,参赛者(人和计算机)必须要回答一系列的问题,他们主要涉及历史,文学,政治,电影,流行文化和科学。IBM称,Watson拥有敏锐的分辨力,即使在提问者的题目存在讽刺口吻,谜语等,它都能自己完成译码,无需借助外界任何的帮助。

现在Watson和美国的史隆凯特林癌症中心(Memorial Sloan-Kettering Cancer Center)一起研究最有效而且具有个性化的癌症治疗方案。而Watson优于其他的超级计算机的地方就在于Watson能够理解人类语言,而且每秒钟的处理能力达到了500千兆字节,这相当于每秒钟能够处理100万本书籍的信息量。

Watson在这项研究中起到了非常重要的作用,IBM的首席医学科学家马丁 卡恩(Martin Kohn)透露,Watson的工作就是读取和理解大量的信息,因为现在关于医疗保健领域已经开发了很多的信息,尤其是在肿瘤学方面,因为信息量太大,所以让人来完成这些信息的读取和理解也变得越来越具有挑战性,而Watson担任这一工作就再合适不过了。只要医生需要,Watson就能准确地提供相关信息。

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2、日本富士通公司的“京”(K Computer)超级电脑,主要用于海啸的预防。

日本富士通公司的“京”(K Computer)超级电脑是目前世界上最快的超级电脑,每秒的运算速度超过了每秒1京(京是1兆的1万倍),也就是1秒钟超过了1万万亿次。超级电脑“京”里面的每一个芯片都有16GB的本地内存,而整个超级计算机的内存达到了1377兆兆字节。这台超级电脑用电量也很大,达到了12兆瓦特,相当于3万个家庭的用电量。

超级电脑“京”拥有让世界变的更好更安全的潜力,其中一部分的应用程序是用来改变半导体和现在的人类医学,根据富士通的报告,“京”能够在dye-sensitized太阳能电池的研究中模拟出原子和电子的运动,这为具有更高能源转换效率的新型太阳能电池研究作出了很大的贡献。

超级电脑“京”还用来研究地震波的传播,以预测海啸可能给海岸上的建筑物带来的破坏力。这极大地促进了处于地震带的建筑物设计研究,也提高了建筑物在遭遇地震、海啸等灾害时的稳定性和牢固性。

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3、天河1A,用途十分广泛。

在基本富士通的超级电脑“京”之前,地球上运行最快的超级电脑是中国的天河1A,该超级计算机最高运行速度达到了2.5千万亿次。天河1A是 “天河一号”的升级优化版本,配备了14336颗至强X5670处理器、7168块基于Nvidia “Fermi”架构的Tesla M2050计算卡、2048颗国防科技大学研制的飞腾处理器以及5PB存储设备。天河1A实测性能是之前全球最快的超级计算机“Jaguar”(美洲虎)的1.425倍。与诞生于一年前的“天河一号”一期系统相比,二期系统的峰值性能和持续性能分别提高了2.89倍和3.45倍。

天河1A安装在天津的国家超级计算机中心,应用领域十分广泛,包括石油勘探数据处理,生物医药研究,航空航天装备研制,资源勘测和卫星遥感数据处理,金融工程数据分析,气象预报和气候预测,海洋环境数值模拟,短临地震预报,新材料开发和设计,土木工程设计,基础科学理论计算等。

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4、美国的超级计算机正在从“Jaguar”升级成“Titan”

为了不被日本和中国所超越,美国也在努力争取以研制出世界上运行速度最快的超级计算机。美国能源部的超级计算机“Jaguar”(美洲虎)安装在了田纳西州的橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory),目前该超级计算机正在进行大规模升级,预计在2012年年底之前能够完成。升级之后的名字为“Titan”,其每秒运算速度会大幅度提升达到2京也就是1秒钟达到了2万万亿次,将会是富士通超级电脑“京”的2倍。

超级电脑“Jaguar”主要用于能源替代技术和气候变化等世界难题。

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5、美国通用的超级电脑“Sierra”用于研究如何提高然燃油效率。

通用电气全球研发中心现在正在使用超级电脑“Sierra”研究如何改善通用下一代汽车的燃料喷射器(喷油嘴),以便于更好地提高汽车的燃油使用效率。通用希望使用该超级计算机能够显著提高燃料喷射器技术,以推出更省油且排放尾气更少的汽车发动机。虽然火车头和燃气涡轮也在研究范围之内,但是现在研究的重点是飞机的涡轮机。

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6、美国罗格斯大学使用超级计算机Blue Gene/P来提高学术研究。

美国新泽西州的罗格斯大学最近建立了一个高性能计算机研发中心,该中心的主机就是大名鼎鼎的IBM超级计算机Blue Gene/P。美国媒体认为借助超级计算机Blue Gene/P的帮助,罗格斯大学的高性能计算机研发中心能够晋升为世界上顶尖的超级计算机研究中心。罗格斯大学表示,超级计算机Blue Gene/P的用途是提高学校在多个领域的研究水平,包括癌症、遗传研究、医学成像和信息学、高级制造技术、环境和气候变化以及材料学等领域。

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7、下一个超级电脑会思考?

考虑到超级计算机从上世纪60年代出现到现在取得的巨大成绩,人类不得不感慨在这半个世纪里超级计算机领域已经取得的巨大进步,展望未来,谁也不敢确定在21世纪超级计算机到底能够发展到什么地步。

德国杜塞尔多夫的专家团队正在开发一个能够模拟人类大脑思维的超级计算机,亨利 马克拉姆(Henry Markram)教授是该团队的首席科学家。根据外界预测,该项目将在未来12年内完成。马克拉姆认为,如果该超级计算机研制成功,会对现代人类脑部医学研究作出巨大的贡献,尤其是在治愈阿尔茨海默氏症和帕金森氏症的研究方面肯定会取得非凡的进展。

然而很多人担心,这台超级计算机如果能够模拟人类的大脑思维,肯定会产生自己的思维,到时候人类是否能够驾驭如此聪明的智能超级计算机,是否会像科幻电影里面演的那样发生什么不利于人类的事情。也有很多人非常期待这个超级计算机能够成为最聪明的超级电脑。

该项目的资金来自于欧盟,未来还会得到更多的资金支持。

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