原标题：超级计算机的10大主要参与者

　　人类总是有建造大的东西。历史上到处都是长城、金字塔和体育馆的遗迹，每一个都促使工程师们想象下一个大步。现在我们有像哈利法塔这样的建筑，其高耸的高度为2，716.5英尺或828米，证明了我们的竞争和创造力。无论我们走多高，总有一些建筑师在悄悄地为下一件大事制定计划。

　　世界也是如此 计算机科学，除了越高等于更小，越冷意味着更快。这个行业使得建造世界上最高建筑的步伐看起来完全是冰川。感谢两年一度的 Top500 超级计算机列表 由Hans Meuer，Erich Strohmaier，Horst Simon和Jack Dongarra精心编制，我们可以看到该行业的发展速度有多快。2012年前三名将幸运地在两年内占据前20名之一。

　　超级计算机(或高性能计算机，对于那些指出“超级”是一个相对术语的人)的处理能力被评为 失败，简称 每秒浮点操作数.一个 浮点运算 基本上是使用小数的计算，因此 flops 是每秒可以执行多少个这些操作的度量。顶级超级计算机的衡量标准 佩塔弗洛普斯 (1，000，000，000，000，000，或1千万亿次，翻牌)。第一个突破10 petaflop障碍的系统是2012年初日本的K Computer。到那个夏天，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的红杉运行得更快。是的，竞争进展得如此之快。

　　尽管顶级席位不断变化，但主要的超级计算地点通常是美国、日本和欧洲。中国也带着成为领导者的雄心壮志崭露头角。在本文中，我们将介绍 10 个破坏超级计算屋顶的站点。它们上榜有两个原因：petaflops的总数及其对超级计算世界的影响。大多数人都是长期的领导者，但你也会看到一些新来的人已经动摇了这个机构。首先是航天局。

　　10： NASA高级超级计算部(美国)

　　哦，是的。2008年12月11日，美国宇航局的昴星团剪彩工作人员准备庆祝。

　　照片由 美国宇航局艾姆斯研究中心你知道这些技术奇迹中到底有什么能力吗?美国宇航局艾姆斯研究中心的高级超级计算(NAS)部门很乐意解释。毕竟 昴 是一些最酷的外星计算项目背后的超级计算机。

　　美国宇航局开普勒科学运营中心的天文学家正在使用昴星团搜索 星系 对于其他类地行星。多亏了昴星团，研究小组发现了一颗围绕两颗恒星运行的行星，称为 环双星行星，2011年。几个月后，他们发现了更多 多星行星，建立了一类全新的行星系统[来源： 邓巴].

　　当昴宿星团不忙于寻找新的恒星系统或揭示使飓风起作用的力量时，它正在运行模拟以了解大爆炸后星系是如何形成的。是的，SGI系统可以运行计算整个星系所需的数学运算，这要归功于它 1.24-petaflop 性能 [来源： 邓巴].

　　看看孩子们，这就是你超级计算的方式。这一切都是关于大处着眼——有时是天文数字般的大。

　　9：深圳国家超级计算中心(中国)

　　为韩国科学技术信息研究所的一台超级计算机配备人员

　　钟成俊/盖蒂图片社而与高性能一起工作的人 计算机 人们倾向于说机器的存在是为了促进科学的发展，事实仍然是，作为超级计算机领域的参与者，为东道国提供了一定程度的地位。没有其他国家计划比这更好的例子了 中国.

　　就像今天中国几乎所有其他大事一样，如果你把日历往前推几年，你会发现深圳国家超级计算中心的踪迹。连同其在天津的姊妹工厂(见5号)，深圳的 星云 计算机在2010年以第二名的位置爆炸，之前在该领域没有历史。一个突然到来的人 1.27-叮叮当当 中国的计算机改变了世界其他地区历史悠久的实验室的游戏规则。在2000年代初期，中国人希望成为这一领域的主导力量，大约十年后，他们实际上从零变成了英雄。

　　Nebulae(由中国供应商Dawning制造)可以说自首次亮相以来并没有取得太大突破。资金承担了部分责任。由于地方政府为计算机支付了大部分费用(耗资超过10亿美元)，他们在Nebulae将从事哪些项目方面有很大的发言权。该系统最初旨在为天体物理学家计算，但实际上它花费了大量时间开发当地经济项目，例如航空航天工业的进步，改进的天气预报，甚至开发动画电影[来源： 戴维斯].对于世界顶级超级计算机之一来说，这是一项令人羞愧的工作——有点像聘请斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)担任研究保留员，但让他辅导你的青少年代数。

　　8：尤利希超级计算中心(德国)

　　说到这里 超级计算，Jülich超级计算中心的运作原则与电话簿中的每个杂工一样“没有工作太大或太小”。2012年6月，该中心以第8名的成绩进入500强榜单 朱皇后其 1.38-petaflop IBM Blue Gene/Q(你会在这个列表中看到很多 Blue Gene 超级计算系统)。它补充了Blue Gene/P的JuGene(它在2009年进行了升级，使其成为欧洲第一台petaflop计算机)和JuRopa，一个基于Sun的系统。

　　凭借所有这些力量，Jülich已成为许多迷人学科的计算和研究模拟中心：量子系统，气候科学，等离子体物理学，生物学，分子系统以及数学建模和 算法.

　　称之为刻板印象，但德国人是效率狂。他们和中国人一样，已经开始将图形处理单元(GPU)整合到他们的系统中，以更少的能源实现更高的计算速度。目标是最终越过那条神奇的百万兆级线(见侧栏)。超级计算的未来可能并不像我们想象的那么遥远。

　　百万兆次级：下一个巨大飞跃

　　中国计算机专家和其他制造商已经在谈论达到百万兆次级处理水平，这基本上是千万亿亿次级的千倍。然而，电力消耗是最高的障碍。一台百万兆级计算机需要大约一个胡佛水坝的电力来为其供电[来源： 许].

　　7：西内卡(意大利)

　　多年来，意大利一直参与 超级计算，但直到最近它才成为该领域的主要参与者。它的新发现部分归功于Cineca高性能计算中心，这是一个由50多所意大利大学组成的学术联盟。自从人们一直对世界排名 顶级超级计算机，Cineca占据了一个位置，通常是靠近中间的地方[来源： 500强].然而，在2012年6月，该中心首次闯入前10名 费米一个 1.72-petaflop IBM Blue Gene/Q系统实际上是Cineca历史上IBM和Cray产品中的最新产品。

　　有了足够多的资金，许多组织都可以成为超级计算精英的一部分，但Cineca进入这篇文章有两个原因：首先，它一直保持着一系列积极的计算机，其次，它正在成为国际计算领域的一股团结力量。

　　iCORDI成立于2012年9月，是欧盟和美国计算机机构之间的国际论坛。目标是在两个小组之间开发通用数据结构，使信息和研究的共享更加整洁和容易。Cineca将自己定位为固体地球科学的领导者，从构造到海洋温度，无所不包。凭借其新的角色和更强大的计算机，意大利似乎不会很快在国际舞台上说ciao。

　　我刚刚遇到了一台名叫Blue Gene的超级计算机。

　　撇开对大卫鲍伊的所有道歉不谈，还记得IBM的深蓝如何击败国际象棋大普巴加里卡斯帕罗夫吗?这台超级计算机只是蓝色巨人辛勤工作的几个“蓝色”系统之一。最近的化身包括Blue Gene/L，Blue Gene/P和Blue Gene/Q，其中最后一台在2012年6月被加冕为世界上最快的超级计算机。不过，这不是任何高性能计算机长期拥有的头衔。

　　6：橡树岭国家实验室(美国)

　　你有没有这样的朋友在新车气味从他或她的最后一辆车上消失的那一刻回到经销商处?这与橡树岭国家实验室 (ORNL) 的排名非常接近;您可以完全预期，今天的热门新系统将在几年内升级或被新模型取代。

　　除了激进的营业额之外，关于ORNL的另一个有趣的事实是它使用了Cray构建的系统(最近，许多美国顶级玩家都运行IBM制造的Blue Gene系统)。2012年，其捷豹XT5系统升级为新的XK6 Titan系统。那些花哨的名字变化将有助于系统从 1.94 petaflops 到介于两者之间 10 和 20 petaflops，这可能会使其接近世界排名的顶部。

　　泰坦使用的组合 中央处理器 由AMD和GPU由NVIDIA为美国能源部进行研究，包括研究延长核电站寿命周期的效果，新的可行性 生物燃料、人口动态、太阳能技术发展和气候变化建模。当日本福岛第一核电站在2011年的地震和随后的海啸中受损时，ORNL研究人员花了很长时间来模拟核电站的一些紧急情况[来源：芒格]。

　　制造炸弹

　　ORNL始于克林顿工程厂，这是曼哈顿计划的一部分，该项目在第二次世界大战期间制造了最早的原子武器。在短短几年内，ORNL的土地已经从田纳西州阿巴拉契亚的农村农场变成了一个工程师和工人的秘密城市。

　　5：天津国家超级计算中心(中国)

　　2001年，中国人在500强榜单上没有一个位置;今天，它们的设施数量仅次于美国。他们通过打开天津(北京附近)国家超级计算中心的系统，将他们雄心勃勃的观点带回家。

　　这 天河-1A 计算机峰值几乎达到 2.56 petaflops，并于2010年初将国家超级计算中心推向国际榜首。这是该中心有史以来第一次进入名单。国际社会不能忽视这种进入市场的行为——它通常被称为中国的 超级计算 人造卫星时刻。

　　不幸的是，天河一号A一直受到一定程度的批评。它的构成涉及CPU和GPU(图形处理单元)的组合以实现其速度。GPU 提供了一种节能的方式，可以为超级计算机增加重要的处理能力。问题在于，中国用于高性能计算的软件并不多与基于GPU的系统兼容。天河1A的批评者喜欢称其为国际舞台上最大，最糟糕的游戏机。中国科学家反驳了这一论点，指出天河1A被用于真正的研究，特别是在能源和矿产勘探领域。 林].

　　事实仍然是，天河1A是相当明显和成功的世界冠军争夺，但它也掩盖了中国在超级计算领域的新人地位，并展示了它仍然需要发展的领域。鉴于该国致力于在这一领域处于领先地位，不久之后，这些错误就会从其计算计划中得到解决。

　　4：莱布尼茨超级计算中心(德国)

　　想象一下，在一所大学上学，那里有 2.89-petaflop 超级计算机 藏起来了。哦，你会有的魔兽会议!说真的，莱布尼茨计算中心之所以脱颖而出，有几个原因：首先，截至2012年9月，它是欧洲最快的高性能计算机。此外，它是此列表中最快的系统，由慕尼黑附近的巴伐利亚科学院运营。

　　与英特尔兼容的IBM系统被称为 超级木克2012 年 6 月首次登上 Top500 榜单第 4 位，在许多学科中都有使用——不像阿贡和劳伦斯利弗莫尔的计算机有更严格的研究领域。汽车的流体动力学和空气动力学是莱布尼茨机器中计算的一些早期测试，该系统在地震建模方面也取得了进展。

　　也许最令人印象深刻的是莱布尼茨将超级计算机用于教育。其他设施似乎让每个人肮脏的手远离他们的计算机，莱布尼茨有一种更开放的方法，使学习高性能计算似乎更容易获得[来源： 尤利希].

　　与发现相结合

　　你可能会认为欧洲的大型强子对撞机将配备世界上最强大的超级计算机之一，但事实并非如此。欧洲核子研究组织(CERN)依赖 网格计算 - 使用一台主计算机利用其他站点的计算机来帮助运行数字 - 完成工作。欧洲核子研究中心的系统在2007年进入了500强名单，但最终失去了地位[来源： 海默勒和克雷梅尔].

　　3：阿贡国家实验室(美国)

　　阿贡的超级计算机Mira在2012年6月被评为世界第三快的超级计算机。

　　图片由图片提供 阿贡领导计算设施剧透预警!这份名单上的前三名中有两个来自美国能源部(DOE)。排名第一的研究人员实际上正在为美国核计划炸毁东西，而阿贡国家实验室的工作人员正在悄悄地进行科学实验。有点。

　　阿贡是美国第一个国家科学和工程计算机实验室，于1946年开放，并于1953年使用第一台计算机。上个世纪的许多伟大技术进步都来自阿贡的实验室，包括核反应堆技术， 核潜艇 亚原子粒子的技术和研究。

　　2012年，阿贡的 8.16 petaflops 的超级计算能力被用于推进许多不同的科学研究领域，从生物科学到交通和气候研究。想知道您所在城市拟建的悬索桥是否会在大风中倒塌吗?阿贡人可以模拟所有涉及的力。之后，他们可以为您提供最新的气候变化预测数据。

　　阿贡的另一个重要部分 计算机科学 程序?它对美国能源部以外的许多研究人员开放。研究人员在阿贡的系统上申请时间，他们在系统上获得一定数量的小时数。把它想象成一种帮助一个国家完成科学作业的高度提升的形式。

　　2：理研(日本)

　　1号是一个很难坚持的地方 超级计算 游戏，正如见证的那样 K 电脑 在日本理研计算科学高级研究所。2011年年中，富士通制造的机器启动并运行，到年底安装完成;它刚刚成为第一台超越 10-petaflop [来源：梅斯]。K Computer在2012年1月占据了全球榜首。但是，在庆祝的清酒瓶冷却之前，新的世界第一计算机已经安装完毕。

　　这并不是说任何反对K Computer实力的事情。这是一个非常强大的计算机系统，能够进行一些惊人的研究。它的大部分工作将与医学进步有关。例如，理研的研究团队使用计算机模拟在分子、遗传、细胞和器官水平上研究和预测人体的生物过程。

　　最后，从K Computer中学到的关于国际竞争的另一个教训与中国和日本一样重要。长期以来，日本人一直是超级计算领域的领导者，但就像亚洲的一切一样，来自技术崛起的中国的压力正在推动每个人更加努力地工作。日本毫不掩饰其保持领先地位的意图。

　　1：劳伦斯利弗莫尔国家实验室(美国)

　　它是美国的祖父和大妈妈。 超级计算 全部包装成一体。劳伦斯利弗莫尔国家实验室于1952年在旧金山湾区外开始作为核技术测试设施。那时，研究人员使用旧的海军医务室来容纳该设施的第一台计算机。自安装第一台机器以来，利弗莫尔实验室一直是世界计算精英之一。诚然，你的第一部智能手机可能比第一台电脑具有更快的处理速度，但利弗莫尔的机器一直是美国核计划的核心。

　　60多年来，美国国防部(DoD)一直在这里研究核反应和爆炸。今天，每当国防部更换其核武库上的硬件时，它都会通过利弗莫尔的模拟器运行，以确保这些系统在使用时仍然可以工作。

　　实验室启动了 红杉 2012年，其IBM Blue Gene/Q 16.32-petaflop 怪物。据说该系统可以在大约一周内计算出核爆炸中的所有反应和相互作用。它的前身花了大约一个月的时间来完成同样的任务。从更的角度来看，您的笔记本电脑大约需要 1，600 年才能完成这项工作[来源： 德里恩].

　　对速度的需求

　　美国国家实验室运营着许多世界顶级超级计算机，是能源部的一部分。