1997年,IBM公司生产的超级计算机“深蓝”与国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫开展了一场“人机大战”。最终卡斯帕罗夫不敌“深蓝”,“深蓝”成为首个击败国际象棋世界冠军的超级计算机,名噪天下。

面对强大的计算能力和近乎无穷无尽的存储能力,人们已不再尝试挑战计算机。这些沉默的机器完成了人类在普通计算机上无法完成的工作。它们工作在我们看不见的地方,却和我们的生活密切相关。

超级计算机的“心脏”

要提高计算机的运算速度,无非是两条路:要么提高单个处理器的运算速度,要么让多个处理器协同工作。现在市面上流行的双核、甚至四核个人电脑使用的正是第二种策略,曾经排名第一的超级计算机——IBM公司制造的“走鹃”,就包含了13万个计算机核心。

上海超级计算机中心的“魔方”超级计算机是由数排黑色机柜组成的大型高性能计算机组群,这些黑色的柜子就是超级计算机的“心脏”。“魔方”采用AMD公司生产的“巴塞罗那”四核芯片,单个机柜就有200个CPU、800个内核。整个“魔方”共有6000多个CPU、近2万5千个内核,如此之多的内核就集中在数量庞大的刀片服务器上。

刀片服务器是一种集成性的系统产品,由“刀片”、机箱、交换模块、存储模块、管理模块、电源模块等多个子系统组成。 每一块“刀片”实际上就是一块系统主板,通过本地硬盘运行自己的操作系统,使用管理软件,可以将这些主板集合成一个服务器集群。

目前跻身世界第二位的中国“星云”超级计算机,配备了曙光TC3600刀片服务器,且让我们一睹其“芳容”:

离不开的超级计算机

2004年,宝洁公司旗下的“品客”薯片,为了寻找防止薯片从装配线上滑落的方法,曾动用超级计算机进行实验。

超级计算机主要应用在科学计算、工程设计和数据处理三大领域。过去,超级计算机只是国家实验室里为少数科学家服务的工具,属于计算机领域中的“阳春白雪”,现如今却“飞入寻常百姓家”,我们的生活已越来越离不开超级计算机。汽油、燃气等能源是超级计算机帮助勘探出来的;生病时吃的许多药是超级计算机帮助研制的;网络搜索和游戏,是超级计算机支撑的;许多动漫电影是用超级计算机制作的……

科学计算

天气预报

科学计算包括天气预报、地质勘探、天体研究、生命科学研究等。

大气运动遵循一定的物理法则,而这些法则可以由描述大气运动的动力学方程组来表示。庞大的计算量是提高天气预报准确度的基础,同时也是困扰气象研究人员的难题,超级计算机的出现,为气象研究人员进行准确的数值天气预报提供了可能。

宇宙模型

人类渴望认识宇宙和宇宙中的天体运动,以便预知地球的活动规律和人类的命运。对于各种天体现象怎样证明它的存在和其他相关的说法,除了科学家聪明的大脑外,还需要一个最重要的因素,就是超级计算机。在超级计算机的帮助下,人类才能处理庞大而复杂的数据集,才能证明并模拟提出的每一个理论。

工程设计

汽车设计

工程设计包括核武器模拟、航空航天设计、汽车设计、材料设计、生物制药等。

汽车的价格越来越低,超级计算机也要记上一功,在超级计算机上进行的汽车碰撞试验能大大减少汽车的研制成本。人们利用超级计算机进行汽车碰撞安全性数值仿真,能有效揭示汽车存在的某些安全性隐患的现象和原因,提出相应的结构改进设计措施,从而有效地提高汽车碰撞安全性,并缩短了新产品开发周期。

数据处理

金融业务

数据处理涉及商业、金融、保险、税务、互联网业务等。

对于像证券交易这样高度实时性的系统,必须要求高速处理能力——证券市场瞬息万变,0.01秒的时滞就可能导致收益的巨大变化,平均每秒就有几千万美元的资金换了主人。这种实时性要求高、计算量巨大的计算工作,只能依靠超级计算机来完成。

上海超级计算中心

坐落于浦东张江高科技开发园的上海超级计算中心成立于2000年,拥有曙光4000A(2004年世界排名第十)和“魔方”(2008年世界排名第十,亚洲第一)超级计算机。超级计算中心的计算机科技馆结合实物、图形、游戏展现了计算机的神奇奥秘,是一个了解为我们带来日新月异变化的计算机,尤其是超级计算机的绝佳科普基地。