我们平常使用的PC其计算能力都在十亿次运算(GigaScale)级别，而万亿次运算(TeraScale)现在还只能在超级计算机或者科研项目里看到，走入日常生活还需要几年时间；很快，科学家们就能接触到千万亿次运算(PetaScale)的威力了，但这并不是结束，亿亿次运算(ExaScale)已经开始浮现了。

美国圣地牙和橡树岭国家实验室宣布，他们已经开始了下一代超级计算机的概念性研究，浮点运算能力可达每秒一亿亿次(EFlops)，能够实时分析大量粒子，以确定、预言现实世界的状态。

1997年，圣地牙实验室的ASCI Red成为第一台计算能力突破1TFlops的超级计算机，这是借助1万颗Pentium处理器才实现的。目前世界上最快的超计算机是IBM的蓝色基因/L，运算能力596TFlops，相当于12000台四核心桌面PC。当然，通用计算显卡能够达到500GFlops，但缺乏超级计算机系统的内存和带宽能力，不具备可比性。

在未来一两年内，1PFlops的超级计算机就将成真，而科学家们已经更进一步，考虑千倍于此的1EFlops系统了。

目前科学家们正在进行相关的背景和一般性需求研究。为了实现如此大幅度的突破，需要创新性的计算机架构，能够有效缩小实际计算能力和峰值计算能力的差距，并解决数据迁移和处理速度之间日益扩大的不匹配。圣地牙实验室的计算机架构师Doug Doerfler表示：“在ExaSacle级别的计算机里，数据和需要它的处理器之间可能间隔着成千上万个处理器，但在处理器得到这些数据之前，它们是毫无用处的。关键之一就是确保所有的处理器在任何时候都不会闲着。”

虽然超级计算机都使用着高度并行软件，但随着处理器核心数量的增多，尤其是一个硅片上就集成了几十上百个核心的情况下，研究人员每年面临的挑战就更严峻了。

当然，这些计算能力非常恐怖的系统在功耗要求方面也是相当可怕的。即将建成的PetaScale级别超级计算机可以轻松消耗掉500万瓦特的电力，因此不得不建在电厂附近。