超级计算机的目标：复制人类大脑

世界上“最聪明”的超级计算机中所具有的强大威力已为我们的日常生活带来了各种各样的好处。YankeeGroup高级分析师SanjeevAggarwal说：“最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力。”

复制人类大脑

你不会在电器商店的货架上见到它，可是这类不怎么为人所知的计算机已在科技界内引起开发与创新狂潮。

“它”就是超级计算机。过去10年里，世界上的顶级计算机制造商们，在他们为他们的超级机器争夺最佳性能排名时，玩着相互赶超的游戏。

最初出现在国家研究试验室和工业开发中心中的超级计算机，现在已经进入了主要汽车、制药厂商以及产业界的研发部门。最有名的超级计算机之一也许要算是IBM的BlueGene。BlueGene在其定制的设计中使用了10万多只处理器。相比之下，属于超级计算机中“较慢”的机器之一（为这些庞然大物排定名次就像是比较闪电）采用大约400只处理器。

那么，这些地球上威力最强大的超级计算机能为人们做些什么呢？它们能带来终结癌症和消灭其它疾病的发现吗？它们能帮助社会科学家找到通过复杂的解决冲突的模型来实现世界和平的解决办法吗？它们可以帮助科学家十分肯定地预测地震和海啸吗？

一个字，能。

YankeeGroup高级分析师SanjeevAggarwal说：“最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力。”世界上“最聪明”的超级计算机中所具有的强大威力已经给我们的日常生活带来了各种各样的好处。

灵感之源

你相信超级计算机曾开发出了像啤酒和汽水瓶这样的主流消费必需品吗？Illuminata公司首席IT顾问JonathanEunice说，它们的确开发出了这些东西。他说，正是超级计算机的分析能力带来了最效率的设计和高性价比的制造工艺。

漫画家辛苦地在好莱坞制片厂中俯身作画的日子已经一去不复返了。世界最受欢迎的动画片的创作工作是在超级计算机上完成的。事实上，今天的很多的耗巨资拍摄的电影中使用的特技效果的强度和复杂度远远超出了除超级计算机之外所有其它机器的能力。

很多新药先是在超级计算机上模拟的。Eunice说，药品研究人员通过在超级计算机上运行药品互作用模拟和进行药品研究，减少了数年的开发时间，而这意味着更低成本的更迅速的发现。

重大工业创新几乎没有一个不是首先在超级计算机上实现的。像新飞机设计、汽车，乃至剪草机等东西都在超级计算机中酝酿它们成形的，而高燃料经济性和降低的噪音是两个结果。

Eunice说：“FordMotor公司所有计算过程中的75%是在超级计算机上完成的。”而这家公司绝非惟一一家使用超级计算机的企业。他说：“大型银行开发虚拟超级计算机。配电网是利用超级计算机设计和维护的。”

超级计算ABC

超级计算机与网格计算有着千丝万缕的联系。网格计算是一种解放一家机构的计算机群中的计算能力和数字信息的比较新的技术。从本质上讲，网格计算将独立的计算机网连接在一起来取得更高的可维持的计算速度。

网格计算系统常常通过将分布在企业多个地点的计算机网连接在一起来构成。另一方面，超级计算机是至少将100个处理器专用于完成某个单一任务的单个单元。有时，几台超级计算机构成群集来取得更高的运行能力。

同所有人使用的计算机一样，超级计算机有各种不同的性能配置。Eunice说：“每年都发生相当重大的变化。超级计算过程和它们使用的设计架构都在发生变化，因此性能因子不会保持一成不变。”

超级计算机制造商建造直接向高端行业销售的较小版本的超级计算机。Eunice说，这些计算机是规模更为适度的计算机，但它们仍属于超级计算机。

超级计算中的功率因子是根据性能的千兆次（gf）数量来划分的。次数，即每秒浮点运算次数，是评价微处理器速度的通用基准。

1个千兆次等于每秒10亿次浮点运算。Eunice说，截止数字――即计算机成为超级的门槛――是1,645.7千兆亿次。他说：“这个数字在非常快的网格计算机与迅速最慢的超级计算机的性能水平之间划出了一条明确的界线。”

有限的使用范围

最快的超级计算机的情况怎样？YankeeGroup的Aggarwal说：“IBM的BlueGene是威力最强大的超级计算机。它的威力轻而易举地超过排名第二的机器的一倍。”

他说，超级计算机的费用通常对于企业和工业中的一般应用来说过于高昂。不过，Aggarwal预测，随着时间的发展，超级计算机的所有者将使这些机器用于更纯粹的研究。

然而，他说他认为它们永远成不了主流。他说：“我们将看到在商业应用上对网格计算和刀片计算机的更多的依赖。”

Illuminata的Eunice同意超级计算机还不适合商业应用，尽管他指出在确定谁可以、谁不能使用它们方面不存在一条严格的界线。他说，最终可能由超级计算机承担的典型任务是分析性网格工作和高端文档作品。

虽然买家数量有限，但是对于顶级制造商来说，超级计算机的销售一直是一项红火的业务。Eunice和Aggarwal都认为超级计算机是厂商非常好的一个收入来源，如果不是由于它们数百万美元的价格的话。

Eunice说：“现在存在一个租用超级计算机使用时间的市场，但惟一那些可行的用户是国家试验室和研发公司。”他补充说，这类租用涉及赢得合同的竞争投标。一些人甚至将进入使用超级计算机的前500家公司名单比作赛车供应商或赞助商。这是个非常有限的客户群体。

顶级竞争者

领先行业观察机构，对超级计算机娱乐部中的主要参与者进行跟踪。该机构2005年11月14日在西雅图举行的“超级计算大会”上发布了第26版世界最快超级计算机Top500排行榜。

第一名的位置为IBM的BlueGene/LSystem所夺得。BlueGene/LSystem安装在加州Livermore市美国能源部LawrenceLivermore国家试验室，是IBM公司与能源部国家核安全局（NNSA）的联合开发项目。BlueGene/L在前两次Top500排行榜中一直占据头把交椅的位置。

Top500.org报道说，过去半年里，IBM的系统的规模增加了一倍，达到了每秒执行280.6万亿次计算的基准性能新记录。据Top500.org说：“现在没有其它任何系统超过100万次的水平，这个系统预计将在今后几版的Top500排行榜中继续成为世界头号超级计算机。”

进入顶级超级计算机制造商行列的公司包括：Apple、HP、Cray、Microsoft、SunMicrosystems、NEC、Hitachi、Intel、Dell和AMD。

威力最强大的超级计算机

据top500.org说，美国是超级计算机的领先消费国，世界前500部超级计算系统中的305个系统安装在美国。欧洲国家拥有100部系统，亚洲拥有66部系统。

比较上发表的最近几次排行榜可以看到世界上威力最强大的超级计算机迅速发展的情况。只有性能超过1.64万亿次大关的系统才有资格进入最新发表的排列榜，而在一年前，这个标准是8506亿次。

可与之对比的是，最新排行榜上最慢的系统，即排名500位的系统，如果是在一年前会排在173位。

此外，入榜的500部系统的总和速度比一年前翻了一番多，为2.30千兆兆次（每秒千万亿次），而一年前这个数字为1.127千兆兆次。

如何很好地利用这种计算能力是科学家、工程师、设计人员以及所有其他所有寻求改善地球上生活质量的人面临的挑战。好消息是：通过利用这些地球上威力最大的计算机，未来的艾迪生们可以飞速地进行计算，克服很多前进中的障碍。

Eunice说：“在今天的高科技世界中，很少出现直观飞跃。相反，从这些超级计算机获得数据分析和信息是重现‘尤利卡’（找到了）时刻的新灵感。”