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超级计算机（Super computer）
作者:未知来源:网络收集
整理日期:2020-05-28
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导 读:超级计算机（Super computer）是指能够执行一般个人电脑无法处理的大量资料与高速运算的电脑。就超级计算机和普通计算机的组成而言，构成组件基本相同，但在性能和规模方面却有差异。超级计算机主要特点包含两个方面：极大的数据存储容量和极快速的数据处理速度，因此它可以在多种领域进行一些人们或者普通计算机无法进行的工作。
级计算机是指信息处理能力比个人计算机快一到两个数量级以上的计算机，它在密集计算、海量数据处理等领域发挥着举足轻重的作用。作为高性能计算技术产品的超级计算机，又称巨型机，是与高性能计算机或高端计算机相对应的概念。
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。超级计算机采用涡轮式设计，每个刀片就是一个服务器，能实现协同工作，并可根据应用需要随时增减。以我国第一台全部采用国产处理器构建的“神威·太湖之光”为例，它的持续性能为9.3亿亿次/秒，峰值性能可以达到12.5亿亿次/秒。通过先进的架构和设计，实现了存储和运算的分开，确保用户数据、资料在软件系统更新或cpu升级时不受任何影响，保障了存储信息的安全，真正实现了保持长时、高效、可靠的运算并易于升级和维护的优势。
根据处理器的不同，可以把超级计算机分为两类，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“地球模拟器”都属于这样的超级计算机，很多超级计算机是非专用系统，服务于军事、医药、气象、金融、能源、环境和制造业等众多领域。
硬件：
超级计算机的硬件组成与个人计算机组成基本相同，主要是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。但是超级计算机超强的数据分析处理能力、超大的存储容量、巨大的能耗是个人计算机无法比拟的。
软件：
高性能计算机在硬件方面是非常强大的，但是同时为了发挥出它最大的性能，软件方面也很重要。现在的超级计算机60%以上都是使用了Linux操作系统，大多数超级计算机的系统是基于Linux来适应不同应用而量身定制的。
超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。一个国家的高性能的超级计算机，直接关系到国际民生、关系到国家的安全。几乎在国计民生的所有领域中，超级计算机都起到了举足轻重的关键作用。
1、超级计算机应用科学领域，促进时代发展
超级计算机利用其强大的数据处理能力，帮助人们改变了解自然世界的方式，为社会提供巨大的利益。它模拟大气、气候和海洋，可以精准预测地震和海啸。可以更好地理解龙卷风和飓风，或破译引起地磁暴的力量，黄石超级计算机和NWSC将带来更好的预测，并更好地保护公众的经济。用于复杂的气象分析，处理全球气象卫星数据。超级计算机的快速数据处理能力，能预知全球气象，对气象卫星侦察的信息进行集中化数据处理，量化分析，建模分析。
2、超级计算机应用生产领域，节省人力资源
利用超级计算机强大的计算密度，对于一些事故发生率较高，在生命安全造成极大威胁的高危行业，以超级计算机代替人工进行作业，如地下采煤、高空作业、爆破工作和石油勘探等数据进行处理和分析。这里的计算密度指的是超级计算机在一定体积和面积内的计算能力，这是计算精度和计算能力的体现。例如，2007年曙光4000L超级计算机就曾在发现储量高达10亿吨的渤海湾冀东南堡油田的过程中发挥了关键作用，而其后的曙光5000A超级计算机的应用，则进一步达到了地下数千米的勘探深度。
3、应用于医学制药、先进制造、人工智能等新兴领域
生物信息学成为超级计算新的应用领域，如人类基因组测序过程中产生的海量数据处理就离不开超级计算机。在医学领域,也利用超级计算机来模拟人体各个器官的工作机理及人体内各种生化反应等。开发一种新的药品，通常需要从研制和试验的很多步骤，一般需要大约15年的时间，而利用超级计算机则可以对药物研制、治疗效果和不良反应等进行模拟试验，从而将新药的研发周期缩短3～5年且可显著降低研发成本。除此之外，随着计算机技术的发展，在超级计算机的支撑之下，解决了重大的科学与应用领域的关键问题，促进了相关应该领域的快速发展，其他如人工智能、深入学习、生物医药、基因工程、金融分析等新兴领域也有大量的应用。
超级计算机能执行普通电脑完全无法处理的高速运算，开机需要多长时间？
以iMac为例，CPU是英特尔i5-7400 3.00Ghz，系统是WIN10，通常启动一次系统需要40秒-50秒，因此从常理推断，超级计算机启动时间应该远低于这个数字。但事实并非如此。
ID为AnotherUser256的网友在Reddit上发帖称，他的工作是管理一台超级计算机，该计算机有超过2500个节点和3万个核心，因此启动它不需要很长时间，大概将所有节点同时启动只需要几分钟。
然而，在启动超级计算机时，还需要验证所有的服务系统是否正常运行，此外还需要让计算机进入一种状态，在这种状态下，管理员可以运行包括作业调度程序和资源管理器在内的任务。
以这名网友管理的超级计算机为例，它每24小时运行大约8万个任务，在任何给定时刻运行大约300-600个任务，因此如果需要重启作业调度程序，可能需要30-40分钟才能完成，因为队列中有太多任务和数据需要加载。
当然，如果超级计算机出现故障，比如硬盘驱动器失灵、处理器失灵或者电源故障，那么可能需要超过24个小时才能让电脑恢复正常工作状态。
值得一提的是，超级计算机通常使用Linux系统，这是因为该系统不仅免费和开源，而且是模块化的，因此只需要基本代码就能很容易地构建一个精简的内核。获得更多 -> 电脑知识 -> 专业知识
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。超级计算机采用涡轮式设计，每个刀片就是一个服务器，能实现协同工作，并可根据应用需要随时增减。以我国第一台全部采用国产处理器构建的“神威·太湖之光”为例，它的持续性能为9.3亿亿次/秒，峰值性能可以达到12.5亿亿次/秒。通过先进的架构和设计，实现了存储和运算的分开，确保用户数据、资料在软件系统更新或cpu升级时不受任何影响，保障了存储信息的安全，真正实现了保持长时、高效、可靠的运算并易于升级和维护的优势。
根据处理器的不同，可以把超级计算机分为两类，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“地球模拟器”都属于这样的超级计算机，很多超级计算机是非专用系统，服务于军事、医药、气象、金融、能源、环境和制造业等众多领域。
硬件：
超级计算机的硬件组成与个人计算机组成基本相同，主要是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。但是超级计算机超强的数据分析处理能力、超大的存储容量、巨大的能耗是个人计算机无法比拟的。
软件：
高性能计算机在硬件方面是非常强大的，但是同时为了发挥出它最大的性能，软件方面也很重要。现在的超级计算机60%以上都是使用了Linux操作系统，大多数超级计算机的系统是基于Linux来适应不同应用而量身定制的。
超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。一个国家的高性能的超级计算机，直接关系到国际民生、关系到国家的安全。几乎在国计民生的所有领域中，超级计算机都起到了举足轻重的关键作用。
1、超级计算机应用科学领域，促进时代发展
超级计算机利用其强大的数据处理能力，帮助人们改变了解自然世界的方式，为社会提供巨大的利益。它模拟大气、气候和海洋，可以精准预测地震和海啸。可以更好地理解龙卷风和飓风，或破译引起地磁暴的力量，黄石超级计算机和NWSC将带来更好的预测，并更好地保护公众的经济。用于复杂的气象分析，处理全球气象卫星数据。超级计算机的快速数据处理能力，能预知全球气象，对气象卫星侦察的信息进行集中化数据处理，量化分析，建模分析。
2、超级计算机应用生产领域，节省人力资源
利用超级计算机强大的计算密度，对于一些事故发生率较高，在生命安全造成极大威胁的高危行业，以超级计算机代替人工进行作业，如地下采煤、高空作业、爆破工作和石油勘探等数据进行处理和分析。这里的计算密度指的是超级计算机在一定体积和面积内的计算能力，这是计算精度和计算能力的体现。例如，2007年曙光4000L超级计算机就曾在发现储量高达10亿吨的渤海湾冀东南堡油田的过程中发挥了关键作用，而其后的曙光5000A超级计算机的应用，则进一步达到了地下数千米的勘探深度。
3、应用于医学制药、先进制造、人工智能等新兴领域
生物信息学成为超级计算新的应用领域，如人类基因组测序过程中产生的海量数据处理就离不开超级计算机。在医学领域,也利用超级计算机来模拟人体各个器官的工作机理及人体内各种生化反应等。开发一种新的药品，通常需要从研制和试验的很多步骤，一般需要大约15年的时间，而利用超级计算机则可以对药物研制、治疗效果和不良反应等进行模拟试验，从而将新药的研发周期缩短3～5年且可显著降低研发成本。除此之外，随着计算机技术的发展，在超级计算机的支撑之下，解决了重大的科学与应用领域的关键问题，促进了相关应该领域的快速发展，其他如人工智能、深入学习、生物医药、基因工程、金融分析等新兴领域也有大量的应用。
超级计算机能执行普通电脑完全无法处理的高速运算，开机需要多长时间？
以iMac为例，CPU是英特尔i5-7400 3.00Ghz，系统是WIN10，通常启动一次系统需要40秒-50秒，因此从常理推断，超级计算机启动时间应该远低于这个数字。但事实并非如此。
ID为AnotherUser256的网友在Reddit上发帖称，他的工作是管理一台超级计算机，该计算机有超过2500个节点和3万个核心，因此启动它不需要很长时间，大概将所有节点同时启动只需要几分钟。
然而，在启动超级计算机时，还需要验证所有的服务系统是否正常运行，此外还需要让计算机进入一种状态，在这种状态下，管理员可以运行包括作业调度程序和资源管理器在内的任务。
以这名网友管理的超级计算机为例，它每24小时运行大约8万个任务，在任何给定时刻运行大约300-600个任务，因此如果需要重启作业调度程序，可能需要30-40分钟才能完成，因为队列中有太多任务和数据需要加载。
当然，如果超级计算机出现故障，比如硬盘驱动器失灵、处理器失灵或者电源故障，那么可能需要超过24个小时才能让电脑恢复正常工作状态。
值得一提的是，超级计算机通常使用Linux系统，这是因为该系统不仅免费和开源，而且是模块化的，因此只需要基本代码就能很容易地构建一个精简的内核。获得更多 -> 电脑知识 -> 专业知识
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